一種納米聚合物微球的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種納米聚合物微球，由鈦酸鋇納米顆粒芯層、第一聚合物層與第二聚合物層組成，所述第一聚合物層設置于鈦酸鋇納米顆粒芯層與第二聚合物層之間。本申請的納米聚合物微球由于在鈦酸鋇納米顆粒芯層表面依次包覆了兩層聚合物層，從而使得到的納米聚合物微球同時具有高介電、高導熱與低損耗性。
【專利說明】一種納米聚合物微球
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及復合物材料【技術領域】，尤其涉及一種納米聚合物微球。
【背景技術】
[0002]納米技術是在納米結構水平上制造新型材料或微型器件的科學技術，納米結構通常是指尺寸在IOOnm以下的微小結構。按維度來分，納米材料可分為納米粒材料、納米纖維材料、納米層狀或納米膜材料。為了充分發(fā)揮納米材料的作用，將其與其它材料復合制備納米復合材料是材料發(fā)展的趨勢。根據(jù)基體的不同，納米復合材料可分為金屬基、無機非金屬基和聚合物基納米復合材料，其中聚合物基納米復合材料由于優(yōu)異的加工性能成為人們的研究熱點。
[0003]聚合物納米復合材料因其多功能性、納米效應、多級納米結構與性能之間的特殊關系，使其在電工、化工、石油工業(yè)、阻燃、阻隔及催化劑領域都有廣泛的應用。陶瓷/聚合物復合材料與導電填料/聚合物復合材料是近年來研究最多的兩大類高介電常數(shù)聚合物基復合材料，但是上述兩種復合材料難以兼顧高介電常數(shù)、高導熱性與低損耗三項性能。而其它復合材料也很難同時滿足高介電、高導熱以及低損耗的性能，例如:鈦酸鋇陶瓷粉末介電常數(shù)高但導熱率低，則由鈦酸鋇填充得到的鈦酸鋇/聚合物復合材料的導熱性也低；而一些絕緣性高的導熱填料如氮化鋁和氧化鋁粉末，盡管其熱導率高、介電損耗小，但介電常數(shù)也低，致使氮化鋁/聚合物和氧化鋁/聚合物復合材料介電常數(shù)也較低。由此，本申請?zhí)峁┝?一種聚合物納米復合材料。
實用新型內容
[0004]本實用新型解決的技術問題在于提供一種高介電、高導熱、低損耗的納米聚合物微球。
[0005]有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N納米聚合物微球，由鈦酸鋇納米顆粒芯層1、第一聚合物層2與第二聚合物層3組成，所述第一聚合物層2設置于鈦酸鋇納米顆粒芯層I與第二聚合物層3之間。
[0006]優(yōu)選的，所述第一聚合物層2為聚甲基丙稀酸羥乙酯層，所述第二聚合物層3為聚甲基丙烯酸甲酯層。
[0007]優(yōu)選的，所述第一聚合物層2為聚丙烯酸鈉層，第二聚合物層3為聚甲基丙稀酸羥
乙酷層。
[0008]優(yōu)選的,所述鈦酸鋇納米顆粒芯層I的鈦酸鋇納米顆粒的粒徑為IOnm?20nm。
[0009]本實用新型提供了一種納米聚合物微球，其由鈦酸鋇納米顆粒芯層、第一聚合物層與第二聚合物層組成，所述第一聚合物層設置于鈦酸鋇納米顆粒芯層與第二聚合物層之間。本實用新型提供的納米聚合物微球由設置于芯層的鈦酸鋇納米顆粒、包覆于鈦酸鋇納米顆粒表面的第一聚合物層與包覆于第一聚合物層表面的第二聚合物層組成，在芯層鈦酸鋇納米顆粒表面依次包覆兩層聚合物層后，介電性能進一步優(yōu)化，導熱性提高，便能夠使得到的納米聚合物微球具有高介電、高導熱以及低損耗性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型提供的納米聚合微球的結構示意圖；
[0011]圖2為本實用新型實施例1提供的納米聚合物微球的結構示意圖；
[0012]圖3為本實用新型實施例2提供的納米聚合物微球的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了進一步理解本實用新型，下面結合實施例對本實用新型優(yōu)選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本實用新型的特征和優(yōu)點，而不是對本實用新型權利要求的限制。
[0014]本實用新型實施例公開了一種納米聚合物微球，圖1為本實用新型提供的納米聚合物微球的結構示意圖，其由鈦酸鋇納米顆粒芯層1、第一聚合物層2與第二聚合物層3組成，所述第一聚合物層2設置于鈦酸鋇納米顆粒芯層I與第二聚合物層3之間。
[0015]本領域技術人員熟知的，鈦酸鋇納米材料具有高介電性與低導熱性，若將鈦酸鋇納米材料直接與聚合物混合，得到的復合材料并不能同時具有高介電性、高導熱性與低損耗性，因此，本申請考慮在鈦酸鋇納米顆粒表面包覆兩層聚合物，以使得到的材料同時具有高介電性、高導熱性與低損耗性。
[0016]本申請主要是通過原子轉移自由基聚合在鈦酸鋇納米粒子表面包覆兩層聚合物，以得到一種使電場梯度分布的高介電、高導熱、低損耗的聚合物納米復合材料。本申請中若在碳酸鋇納米顆粒表面包覆一層聚合物層，則會影響納米聚合物微球的性能，不能夠同時實現(xiàn)高介電、高導熱與低損耗的性能；而若在鈦酸鋇納米顆粒表面包覆兩層以上的聚合物層，則難以實現(xiàn)聚合物納米微球分層的結構，在聚合過程中容易穿插互聚，層狀結構不能得到較好的體現(xiàn)。
[0017]為了使本申請所述納米聚合物微球具有較好的性能，本申請所述第一聚合物層2優(yōu)選為極性相對較高的聚合物層，而對于第二聚合物層3優(yōu)選為極性相對較低的聚合物層。
[0018]由于包覆層第一聚合物層2與第二聚合物層3的聚合物的不同，本實用新型優(yōu)選提供了兩種納米聚合物微球。優(yōu)選的，其中一種納米聚合物微球，其是通過原子轉移自由基聚合在鈦酸鋇納米顆粒表面包覆一層聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)，再在該包覆層上通過聚合的方式包覆一層聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，該種納米聚合物微球的結構示意圖如圖
2所示，鈦酸鋇納米顆粒作為納米聚合物微球的芯層1，而聚甲基丙烯酸羥乙酯聚合物層21包覆于所述鈦酸鋇納米顆粒芯層I的表面，聚甲基丙烯酸甲酯聚合物層31包覆于所述聚甲基丙烯酸羥乙酯聚合物層21表面。
[0019]本實用新型還提供了一種納米聚合物微球，其同樣是通過原子轉移自由基聚合在鈦酸鋇納米顆粒芯層I表面包覆一層聚丙烯酸鈉(PANa)聚合物層22，再在該包覆層上通過可控聚合的方式包覆一層聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)聚合物層32，該納米聚合物微球的結構如圖2所示，鈦酸鋇納米顆粒作為納米聚合物微球的芯層1，而聚丙烯酸鈉(PANa)聚合物層22包覆于所述鈦酸鋇納米顆粒表面，聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)聚合物層32包覆于所述聚丙烯酸鈉聚合物層22。本申請所述納米聚合物微球中芯層的鈦酸鋇納米顆粒需要是粒徑分布均勻的納米顆粒，所述鈦酸鋇納米顆粒的粒徑優(yōu)選為IOnm?20nm。
[0020]本實用新型提供了一種納米聚合物微球，其由鈦酸鋇納米顆粒芯層1、第一聚合物層2與第二聚合物層3組成，所述第一聚合物層2設置于鈦酸鋇納米顆粒芯層I與第二聚合物層3之間。本實用新型提供的納米聚合物微球由設置于芯層的鈦酸鋇納米顆粒、包覆于鈦酸鋇納米顆粒表面的第一聚合物層與包覆于第一聚合物層表面的第二聚合物層組成，在芯層鈦酸鋇納米顆粒表面依次包覆兩層聚合物層后，介電性能進一步優(yōu)化，導熱性提高，便能夠使得到的納米聚合物微球具有高介電、高導熱以及低損耗性能。實驗結果表明，本實用新型提供的納米聚合物微球的介電常數(shù)大于1000，損耗小于0.01，導熱率大于1.5ff/m.K。
[0021]為了進一步理解本實用新型，下面結合實施例對本實用新型提供的納米聚合物微球進行詳細說明，本實用新型的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0022]實施例1
[0023]本實施例提供的納米聚合物微球的結構如圖2所示，圖2中21為聚甲基丙烯酸羥乙酯聚合物層，31為聚甲基丙烯酸甲酯聚合物層；聚甲基丙烯酸羥乙酯聚合物層21包覆于鈦酸鋇納米顆粒芯層I表面，聚甲基丙烯酸甲酯聚合物層31包覆于聚甲基丙烯酸羥乙酯聚合物層21表面。實驗結果表明，本實施例的納米微球的介電常數(shù)為1050，介電損耗為0.009，導熱率為 1.61ff/m.K。
[0024]實施例2
[0025]本實施例提供的納米聚合物微球的結構如圖3所示，圖3中22為聚丙烯酸鈉聚合物層，32為聚甲基丙烯酸羥乙酯聚合物層；聚丙烯酸鈉聚合物層22包覆于鈦酸鋇納米顆粒芯層I表面，聚甲基丙烯酸羥乙酯聚合物層32包覆于聚丙烯酸鈉聚合物層31表面。實驗結果表明，本實施例的納米微球的介電常數(shù)為1100，介電損耗為0.007，導熱率為1.67W/m.K。
[0026]以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
[0027]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種納米聚合物微球，由鈦酸鋇納米顆粒芯層(I)、第一聚合物層(2)與第二聚合物層(3)組成，所述第一聚合物層(2)設置于鈦酸鋇納米顆粒芯層(I)與第二聚合物層(3)之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的納米聚合物微球，其特征在于，所述第一聚合物層(2)為聚甲基丙稀酸羥乙酯層，所述第二聚合物層(3)為聚甲基丙烯酸甲酯層。
3.根據(jù)權利要求1所述的納米聚合物微球，其特征在于，所述第一聚合物層(2)為聚丙烯酸鈉層，第二聚合物層(3)為聚甲基丙稀酸羥乙酯層。
4.根據(jù)權利要求1所述的納米聚合物微球，其特征在于，所述鈦酸鋇納米顆粒芯層(I)的鈦酸鋇納米顆粒的粒徑為IOnm?20nm。
【文檔編號】C08F285/00GK203715544SQ201420081030
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權日:2014年2月25日
【發(fā)明者】梁巧靈, 梁西川, 曹燕飛, 朱菲菲 申請人:南車株洲電機有限公司