[發明專利]一種具有核殼結構二氧化硅無機顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201610353107.3
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN105836795B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 孫蓉;朱朋莉;李剛;趙濤
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00;C01B33/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯瀟瀟

技術領域

本發明涉及無機顆粒技術領域，尤其涉及一種具有核殼結構二氧化硅無機顆粒的制備方法。

背景技術

具有低熱膨脹系數、介電性能良好的聚合物復合材料在電子封裝器件中可作為塑封料以及指紋識別傳感器模組的塑封料使用，在科學研究和行業應用領域具有重要用途。為了獲得該性能的復合材料，設計和開發具有低熱膨脹、高介電常數的無機填料成為新的研究方向。

日本化學工業株式會社200880002480.8公開了一種無機填料,該無機填料由被覆處理后的鈣鈦礦型復合氧化物構成,該被覆處理通過使鈦酸酯系偶聯劑在溶劑中水解而進行，該無機填料的介電常數較高，但熱膨脹系數并沒有得到改善。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種具有核殼結構二氧化硅無機顆粒的制備方法，該制備方法解決了二氧化硅無機顆粒存在的熱膨脹系數高和介電常數低的問題。

本發明采用以下技術方案實現：

一種具有核殼結構二氧化硅無機顆粒的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二氧化硅置于分散液中，攪拌均勻，得到二氧化硅分散液；

(2)向所述二氧化硅分散液中加入鈦鹽，攪拌均勻，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入弱酸，得到第二混合液；

(3)向所述第二混合液中加入鋇鹽前驅體，在水浴下攪拌至凝膠狀，得到凝膠狀物質；

(4)將所述凝膠狀物質烘干，煅燒，得到具有核殼結構的二氧化硅無機顆粒

其中，所述步驟(1)中二氧化硅的直徑為0.02～10μm，優選0.05～2μm，例如0.02μm、0.03μm、0.05μm、0.08μm、0.1μm、0.12μm、0.15μm、0.18μm或2μm等；

優選地，所述分散液為乙醇，正丙醇、異丙醇等醇溶劑，優選乙醇。

優選地，所述二氧化硅分散液中的二氧化硅濃度為0.01～1g/mL，優選0.02～0.1g/mL。例如0.01g/mL，0.02g/L、0.03g/L、0.05g/L、0.08g/L、0.09g/L、0.1g/mL、0.2g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.8g/L或1g/L等。

其中，所述步驟(2)中鈦鹽為鈦酸甲酯、鈦酸乙酯、鈦酸四丁酯或鈦酸四異丙酯中的一種或至少兩種的混合物，優選鈦酸四丁酯和/或鈦酸四異丙酯。

其中，所述步驟(2)中弱酸為甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、馬來酸或苯甲酸中的一種或至少兩種的混合物，優選乙酸和/或丙酸。

其中，所述步驟(2)中第二混合液的pH值為7～9，優選8～9。

其中，所述步驟(3)中鋇鹽為氯化鋇、硝酸鋇或醋酸鋇中的一種或至少兩種的混合物。

其中，所述步驟(3)中鋇鹽前驅體與鈦酸的摩爾比為0.8～1.2:1，優選1:1，例如0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1或1.2:1等。

其中，所述步驟(3)中水浴溫度為40～90℃，優選50～80℃，例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等。

其中，所述步驟(4)中烘干溫度為60～120℃，優選100～120℃，例如60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或120℃等；

優選地，所述煅燒溫度為800～1200℃，優選900～1050℃，例如800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃或1120℃等，所述煅燒時間為2～6h，優選3～4h，例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h等。

其中，所述二氧化硅無機顆粒的鈦酸鋇殼層厚度為5～100nm，優選5～50nm，例如5nm、8nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等。

與現有技術相比，本發明的有益效果：本發明將具有高介電常數的鈦酸鋇包覆在低熱膨脹系數的二氧化硅表面，有助于在制備復合材料中不同物質相的均勻分散，獲得體相均勻的復合材料，從而顯著提高復合材料的機械性能和綜合介電性能，本發明制備的具有核殼結構的二氧化硅無機顆粒具有低膨脹系數、低應力特點，而且介電常數高，介電損耗較小，介電性能頻率穩定性好，可廣泛應用于電子封裝器件中的塑封料以及指紋識別傳感器的塑封料領域。

具體實施方式

為了使本發明的技術方案更加清楚明了，以下分別結合具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。

以下實施例中所涉及的原料均為市售。