[發(fā)明專利]一種包覆PS的Gd2O3粒子制備方法及其復(fù)合材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510247922.7
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104926964B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙景嬋;張圣辰;劉飛;王改玲;武玲敏;潘欣悅
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F2/44;C08K9/06;C08K3/22
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 熊雁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能型高分子材料制備領(lǐng)域，尤其涉及復(fù)合屏蔽材料的制備。

背景技術(shù)

中國擁有豐富的稀土礦產(chǎn)資源，成礦條件優(yōu)越，堪稱得天獨(dú)厚，探明的儲(chǔ)量居世界之首^[1]。大多數(shù)稀土元素呈現(xiàn)順磁性且具有可塑性。目前稀土元素已廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。由于稀土元素的特殊價(jià)電子構(gòu)型為4f^0-145d^0-16S²6p⁰，形成化合物時(shí)4f，5d，6s，6P均可以作為價(jià)軌道，即價(jià)電子在多空間方向上均有伸展，具有多種用途。根據(jù)Gd₂O₃顆粒尺寸達(dá)到納米量級時(shí)具有較寬的Stokes位移、較窄的線性發(fā)射譜帶以及長時(shí)間發(fā)光特性（1～2ms），Gd元素現(xiàn)有應(yīng)用于發(fā)光材料，而為了提高其發(fā)光性能，通常對其進(jìn)行改性得到參雜型的Gd₂O₃納米核殼粒子，例如通過參雜發(fā)光材料Eu，提高發(fā)光性能，表面包覆一層或多層惰性材料（液相法在Gd₂O₃：Eu表面包覆SiO₂的研究），如SiO₂、Al₂O₃或其它的金屬氧化物，在顆粒表面包覆一層惰性保護(hù)膜，避免熒光粉和水溶液直接作用，反應(yīng)結(jié)束后的產(chǎn)物需要在高溫下進(jìn)行焙燒，從而有效提高和改善熒光粉材料的物理和發(fā)光性能。又或者參雜發(fā)光材料Tb³⁺，在顆粒表面包覆聚硅氧烷層（核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒Gd₂O₃：Tb³⁺/SiO_x的制備及發(fā)光性能研究），雖然表面包覆后不改變Gd₂O₃：Tb³⁺納米顆粒的發(fā)光性質(zhì)，但是包覆后的粒子發(fā)光強(qiáng)度較包覆前降低。

將其應(yīng)用屏蔽材料時(shí)，常用的屏蔽元素鉛只有6s，6p作價(jià)軌道，而Gd形成化合物時(shí)4f，5d，6s，6P均可以作為價(jià)軌道，其價(jià)電子的空間“覆蓋”范圍較大，因此會(huì)增加康普頓散射的幾率，對低能和中能射線的吸收能力優(yōu)于鉛。目前基本都是將其氧化物與高分子樹脂材料共混得到復(fù)合屏蔽材料。但Gd₂O₃是無機(jī)填料，其顆粒表面具有親水性，而樹脂材料的表面顯示憎水性，因此共混時(shí)存在相容性不好的缺陷，影響復(fù)合材料的屏蔽性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備條件溫和的，得到的復(fù)合屏蔽材料屏蔽性能高的Gd₂O₃@PS粒子制備方法及其復(fù)合材料。

本發(fā)明提供一種Gd₂O₃@PS粒子制備方法，

①制備Gd(OH)₃的醇溶液；

②將硅烷偶聯(lián)劑KH-570的醇溶液加入到Gd(OH)₃的醇溶液中，得到KH-570-Gd(OH)₃；

③制備SDS（十二烷基硫酸鈉）和吐溫-80的混合乳液，將混合乳液分為兩份，向其中分別加入KH-570-Gd(OH)₃和St（苯乙烯）；

④將加有St的混合乳液與加有KH-570-Gd(OH)₃的混合乳液混合，加入引發(fā)劑進(jìn)行乳液聚合反應(yīng)，破乳，得到Gd₂O₃@PS粒子。

優(yōu)選地，硅烷偶聯(lián)劑KH-570與Gd(OH)₃的摩爾比為1:1.1。

進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟②的具體操作是：將KH-570硅烷偶聯(lián)劑的醇液逐滴加入到超聲分散的Gd(OH)₃醇液中，N₂氣氛保護(hù)下，50～80℃反應(yīng)8～15h，過濾洗滌，35℃真空干燥得到KH-570-Gd(OH)₃。

更優(yōu)選地，硅烷偶聯(lián)劑KH-570的醇溶液的質(zhì)量濃度為0.05%。

優(yōu)選地，SDS和吐溫-80的質(zhì)量比為6:1。

步驟③中將混合乳液均分為兩份，其中混合乳液未分為兩份前的總質(zhì)量與St的質(zhì)量比為1:0.2～0.4，KH-570-Gd(OH)₃與St的質(zhì)量比為2:3。