[發明專利]一種陶瓷/聚合物復合材料、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201611047103.9
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106751242B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 羅行;張斗;陳盛;周科朝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K9/04;C08K9/02;C08K9/06;C08K7/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

1.一種陶瓷/聚合物復合材料，其特征在于，由表面原位修飾有剛性聚合物的陶瓷和聚合物基體復合而成

所述的聚合物基體為聚偏氟乙烯樹脂和/或聚偏氟乙烯共聚物樹脂；

所述表面原位修飾為通過陶瓷表面官能化、鏈轉移、單體聚合在陶瓷的表面原位聚合形成剛性聚合物；

所述的剛性聚合物為聚乙烯基對苯二甲酸二(對甲氧基苯酚)酯。

2.如權利要求1所述的陶瓷/聚合物復合材料，其特征在于，表面原位修飾步驟為：陶瓷經雙氧水處理得表面羥基化的陶瓷，隨后再經（3-氨基丙基）二甲基乙氧基硅烷處理，得表面氨基化的陶瓷；將表面氨基化的陶瓷與二硫代苯甲酸（4-氰基戊酸）反應得表面接枝二硫代苯甲酸（4-氰基戊酸）的陶瓷，最后將表面接枝二硫代苯甲酸（4-氰基戊酸）的陶瓷在無水、無氧條件下和偶氮二異丁腈和乙烯基對苯二甲酸二甲氧基苯酯聚合，得到聚乙烯基對苯二甲酸二(對甲氧基苯酚)酯修飾的陶瓷。

3.如權利要求1~2任一項所述的陶瓷/聚合物復合材料，其特征在于，所述的陶瓷為鈦酸鋇、鈦酸鍶鋇、鋯鈦酸鉛、二氧化鈦、鈦酸鈉、鈮鎂酸鉛鈦酸鉛、鈦酸鍶、鈦酸鉍鈉、鈮酸鉀鈉中的至少一種；所述的陶瓷的形貌為納米球、納米線、納米棒、納米管、納米片中的至少一種。

4.如權利要求1所述的陶瓷/聚合物復合材料，其特征在于，所述表面原位修飾有剛性聚合物的陶瓷相對于聚合物基體的體積分數為1.0%~50.0%。

5.如權利要求1~4任一項所述的陶瓷/聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：陶瓷表面原位改性：

(i)將陶瓷分散在雙氧水中處理后得到表面羥基化的陶瓷；

(ii) 將表面羥基化陶瓷分散在四氫呋喃中，超聲震蕩，隨后加入（3-氨基丙基）二甲基乙氧基硅烷，在氮氣保護下反應20~24小時，得到表面氨基化的陶瓷；

(iii) 將表面氨基化的陶瓷、活化后的二硫代苯甲酸（4-氰基戊酸）在THF中室溫反應6~9小時，得到表面接枝二硫代苯甲酸（4-氰基戊酸）的陶瓷；

(iv) 將質量比為1000~10000:1:100~1000的表面接枝二硫代苯甲酸（4-氰基戊酸）的陶瓷、偶氮二異丁腈和乙烯基對苯二甲酸二甲氧基苯酯在THF無氧條件下70~80℃下反應6~24小時，得到聚乙烯基對苯二甲酸二(對甲氧基苯酚)酯修飾的陶瓷；

步驟(2)：步驟(1)處理后的陶瓷和所述的聚合物基體混合、球磨分散、澆注成型、熱壓后得到陶瓷/聚合物復合材料。

6.一種權利要求1~4任一項所述的陶瓷/聚合物復合材料的應用方法，其特征在于，通過調控修飾在陶瓷表面的剛性聚合物的厚度來調控所述陶瓷/聚合物復合材料的介電常數和/或儲能密度。