[發(fā)明專利]一種負(fù)載異質(zhì)顆粒的無(wú)機(jī)填料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710793469.9
• 申請(qǐng)日: 2017-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN107488277A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文虎;李峰;陶玉紅;盧星華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市峰泳科技有限公司
• 主分類號(hào): C08K9/12
• 分類號(hào): C08K9/12;C08K3/08;C08K3/24;C08K3/22;C08K7/08;C08L63/00
• 代理公司: 廣東廣和律師事務(wù)所44298
• 代理人: 王少?gòu)?qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種負(fù)載異質(zhì)顆粒的無(wú)機(jī)填料及其制備方法。

背景技術(shù)

具有高充放電速度和高功率密度的介電電容器在電力系統(tǒng)、脈沖功率電源等方面扮演著重要角色。近年來(lái)以智能物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)對(duì)電子系統(tǒng)的高集成度、小型化、輕量化和高密度化的需求驅(qū)使傳統(tǒng)陶瓷電介質(zhì)材料迅速減薄，漏電流急劇增加。因此尋找新型高儲(chǔ)能密度電介質(zhì)材料已經(jīng)成為信息功能材料和微電子領(lǐng)域的前瞻性研究課題。高儲(chǔ)能密度聚合物復(fù)合電介質(zhì)材料由于工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、易與柔性基體兼容以及適合大面積生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)已成為學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。

為了獲得高儲(chǔ)能密度的聚合物復(fù)合材料，目前通用的方法包括：第一、依據(jù)有效介質(zhì)理論，在聚合物基體中填充各類高介電陶瓷填料構(gòu)筑0-3型高介電聚合物復(fù)合材料。但是這種通過(guò)陶瓷的添加量來(lái)調(diào)控復(fù)合材料的介電特性的方法對(duì)于復(fù)合材料介電常數(shù)的提高仍然有限(一般介電常數(shù)＜50)，同時(shí)大量填料的引入必然導(dǎo)致大量缺陷，從而降低材料的耐壓強(qiáng)度。第二、在聚合物基體中添加導(dǎo)電相填料，利用滲流效應(yīng)可以獲得較高的介電常數(shù)，但是介電損耗也隨著填料填充量的增加而陡升，因此一般也不具有實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種負(fù)載異質(zhì)顆粒的無(wú)機(jī)填料及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種負(fù)載異質(zhì)顆粒的無(wú)機(jī)填料，所述無(wú)機(jī)填料由包括無(wú)機(jī)材料、以及有機(jī)酸金屬鹽為原料制備而得，所述無(wú)機(jī)材料和有機(jī)酸金屬鹽的質(zhì)量比為1～10:1。

在其中一些實(shí)施例中，所述無(wú)機(jī)材料和有機(jī)酸金屬鹽的質(zhì)量比為2.5～5:1。

在其中一些實(shí)施例中，所述無(wú)機(jī)材料的形狀為納米纖維、納米線或顆粒。

在其中一些實(shí)施例中，所述納米纖維或納米線的尺寸為：直徑20～1000納米，長(zhǎng)度100納米～100微米。

在其中一些實(shí)施例中，所述顆粒的尺寸為：粒徑100納米～10微米。

在其中一些實(shí)施例中，所述有機(jī)酸金屬鹽為導(dǎo)電金屬的有機(jī)酸鹽，如：銅、鐵、鎳、鎂、鋅、銀的葡萄糖酸鹽、檸檬酸鹽、和草酸鹽的一種或幾種。

在其中一些實(shí)施例中，所述無(wú)機(jī)材料為鈦酸鋇納米纖維、鈦酸鋇納米線、摻雜稀土元素的BaTiO₃納米纖維和納米線、鈦酸銅鈣納米纖維、鈦酸銅鈣納米線、鈦酸鍶納米纖維、鈦酸鍶納米線、鈦酸鍶鋇納米纖維、鈦酸鍶鋇納米線、鈦酸鈣納米纖維、鈦酸鈣納米線、鈦酸鈣鋇納米線、鈦酸鈣鋇納米纖維、鈮酸鈉鉀納米線、氧化鋅納米線、氧化鋁納米纖維、氧化鋁納米線、氮化硼納米管、氮化硼納米線、氮化硅納米線、二氧化硅納米線、氮化鋁納米線、二氧化鈦納米纖維、二氧化鈦納米線、碳化硅納米線、氧化亞銅納米線、氧化銅納米線、二氧化錳納米線、氧化鎳納米線、氧化鋅納米線、氧化錫納米線、氧化鎢納米線、氧化鋯納米線、氧化鐵納米線、氧化亞鐵納米線、金屬納米線中的一種或幾種。

在其中一些實(shí)施例中，所述金屬納米線為銀、銅、鐵、鋁、硅、鎳、鈦、鎢、錫納米線中的一種或幾種。

在其中一些實(shí)施例中，所述稀土元素為L(zhǎng)a、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Ga、Dy、Er、和Lu中的一種或幾種。

本發(fā)明還提供了上述負(fù)載異質(zhì)顆粒的無(wú)機(jī)填料的制備方法，包括以下步驟：

第一步：將有機(jī)酸金屬鹽溶于溶劑中形成溶液，并將無(wú)機(jī)材料加入混合并充分?jǐn)嚢瑁?/p>

第二步：加熱至60～200℃將混合物中的溶劑揮發(fā)，然后持續(xù)加熱至有機(jī)酸金屬鹽在無(wú)機(jī)材料表面熱裂解、從而形成負(fù)載異質(zhì)顆粒的無(wú)機(jī)填料。

在其中一些實(shí)施例中，步驟(2)中所述加熱溫度為60～180℃。

本發(fā)明的無(wú)機(jī)填料至少包含兩種不同的材料，其中一種為無(wú)機(jī)材料，一種是金屬或金屬氧化物納米顆粒，其中金屬或金屬氧化物納米顆粒是通過(guò)熱裂解有機(jī)酸金屬鹽的方法負(fù)載在無(wú)機(jī)材料的表面的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的負(fù)載異質(zhì)顆粒的無(wú)機(jī)填料結(jié)合陶瓷填料和導(dǎo)電相填料的優(yōu)點(diǎn)，相比傳統(tǒng)的陶瓷填料和導(dǎo)電相填料，該結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)填料能大幅提高聚合物復(fù)合材料的介電常數(shù)，同時(shí)能保證比較低的介電損耗。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例4制得的負(fù)載納米氧化鎳的鈦酸鋇纖維無(wú)機(jī)填料的剖面結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式