專利名稱：一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性材料領(lǐng)域，尤其涉及一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰胺是一種應(yīng)用范圍廣泛的工程塑料，具有價格低、易加工成型、高強(qiáng)度、高耐磨性、高耐腐蝕性和良好的抗變形性、抗老化等優(yōu)點(diǎn)，但聚酰胺作為一種高分子材料，他本身無磁性，很難將其用于電子電器、儀表、微波裝置等領(lǐng)域，不能起到屏蔽電磁波和吸收微波的作用，因此，應(yīng)用范圍受到了相應(yīng)的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，包括以下步驟
(1)將計(jì)量的摩爾比為2 1的三價鐵鹽和二價鐵鹽溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎?，高速攪拌，控制水溫?0°C，逐滴加入堿溶液，使混合物中摩爾比狗3+: Fe2+:0H-=2:1:8，溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，然后升溫?0°C，加入表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng)30-60min， 得到修飾的納米四氧化三鐵粒子；
(2)將上述步驟(1)最后得到的溶液，調(diào)節(jié)PH值至中性，加入計(jì)量的內(nèi)酰胺單體，混合均勻，系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱到180-20(TC，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至250-260°C，壓力保持在0. 8MPa,保持此溫度和壓力，聚合2- ；最后系統(tǒng)緩慢卸壓，在常溫常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，除去小分子使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行以完成聚合，出料。所述堿溶液為氨水及金屬氫氧化物溶液；所述金屬氫氧化物溶液包括氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液。所述表面活性劑為所有可以修飾四氧化三鐵粒子的表面活性劑，包括油酸、油酸鹽、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或幾種。所述表面活性劑的加入量為步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量的5-30%。所述內(nèi)酰胺單體是C4-C12內(nèi)酰胺中的一種或幾種，包括丁內(nèi)酰胺、己內(nèi)酰胺、辛內(nèi)酰胺、庚內(nèi)酰胺或十二內(nèi)酰胺中的一種或幾種；所述聚酰胺為一種內(nèi)酰胺單體的均聚物或幾種內(nèi)酰胺單體的共聚物。所述內(nèi)酰胺單體的加入量為，步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量為內(nèi)酰胺單體加入量的0. 1-20% O與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明采用連續(xù)原位聚合法制備了四氧化三鐵/聚酰胺磁性復(fù)合材料，將三價鐵鹽和二價鐵鹽的水溶液混合，然后向混合物中加入堿溶液進(jìn)行反應(yīng)得到納米四氧化三鐵粒子， 然后加入表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng)得到修飾的納米四氧化三鐵粒子；將上述溶液調(diào)節(jié)PH值到中性，加入內(nèi)酰胺單體，減壓蒸餾過程中逐漸升溫到250°C，進(jìn)行原位水解本體聚合反應(yīng)，反應(yīng)2-5小時制備得到四氧化三鐵/聚酰胺磁性復(fù)合材料。本方法工藝簡單，操作方便，反應(yīng)采用連續(xù)原位聚合，磁性粒子分散均勻，高效且低成本，適合工業(yè)化生產(chǎn)，所得磁性聚酰胺復(fù)合材料具有較高的工業(yè)應(yīng)用價值。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合各實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。實(shí)施例1
(1)將4. 7g FeCl3 · 6H20和1. 7g FeCl2 · 4H20溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎?，高速攪拌，控制水溫?0°C，逐滴加入70ml氨水(lmol/L)，溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，然后升溫?0°C，加入0. 2g油酸，繼續(xù)反應(yīng)30min，得到修飾的納米四氧化三鐵粒子。(2)將上述(1)得到的溶液，調(diào)節(jié)PH至中性，加入IOOg己內(nèi)酰胺單體，混合均勻， 系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到180-20(TC，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至 250-260°C，壓力保持0. 8MPa，保持此溫度和壓力，聚合2小時；最后系統(tǒng)緩慢卸壓至常溫， 在常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，從而除去小分子，使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行完成聚合，出料。實(shí)施例2
(1)將2. 4g FeCl3 · 6H20和0. 85g FeCl2 · 4H20溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎酰?高速攪拌，控制水溫為40°C，逐滴加入35ml氨水(lmol/L),溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，升溫?0°C，加入0. 3g油酸鈉，繼續(xù)反應(yīng)40min，得到修飾的納米四氧化三鐵粒子。(2)將上述(1)得到的溶液，調(diào)節(jié)PH至中性，加入IOOg庚內(nèi)酰胺單體，混合均勻， 系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到180-20(TC，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至 250-260°C，壓力保持0. 8MPa，保持此溫度和壓力，聚合3小時；最后系統(tǒng)緩慢卸壓至常溫， 在常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，從而除去小分子，使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行完成聚合，出料。實(shí)施例3
(1)將9. 4g FeCl3 · 6H20和3. 4g FeCl2 · 4H20溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎?，高速攪拌，控制水溫?0°C，逐滴加入140ml氫氧化鉀溶液(lmol/L)，溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，升溫?0°C，加入1. Og十二烷基苯磺酸鈉，繼續(xù)反應(yīng)50min，得到修飾的納米四氧化三鐵粒子。(2)將上述(1)得到的溶液，調(diào)節(jié)PH至中性，加入IOOg辛內(nèi)酰胺單體，混合均勻， 系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到180-20(TC，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至 250-260°C，壓力保持0. 8MPa，保持此溫度和壓力，聚合4h ；最后系統(tǒng)緩慢卸壓至常溫，在常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，從而除去小分子，使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行完成聚合，出料。實(shí)施例4
(1)將18. 8g FeCl3 · 6H20和6. 8g FeCl2 · 4H20溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎?，高速攪拌，控制水溫?0°C，逐滴加入140ml氫氧化鈉溶液(2mol/L)，溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，升溫?0°C，加入3g油酸，繼續(xù)反應(yīng)1小時，得到修飾的納米四氧化三鐵粒子。(2)將上述(1)得到的溶液，調(diào)節(jié)PH至中性，加入IOOg 丁內(nèi)酰胺單體，混合均勻， 系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到180-20(TC，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至 250-260°C，壓力保持0. 8MPa，保持此溫度和壓力，聚合證；最后系統(tǒng)緩慢卸壓至常溫，在常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，從而除去小分子，使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行完成聚合，出料。實(shí)施例5
一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，包括以下步驟
(1)將計(jì)量的摩爾比為2 1的三價鐵鹽和二價鐵鹽溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎酰咚贁嚢?，控制水溫?0°C，逐滴加入堿溶液氨水，使混合物中摩爾比!^e3+ Fe2+:0H-=2:1:8，溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，然后升溫?0°C，加入表面活性劑十二烷基硫酸鈉，繼續(xù)反應(yīng)30min，得到修飾的納米四氧化三鐵粒子；其中表面活性劑的加入量為步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量的5%;
(2)將上述步驟(1)最后得到的溶液，調(diào)節(jié)PH值至中性，加入計(jì)量的十二內(nèi)酰胺單體， 混合均勻，系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱到180°C，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至250°C，壓力保持在0. 8MPa,保持此溫度和壓力，聚合池；最后系統(tǒng)緩慢卸壓，在常溫常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，除去小分子使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行以完成聚合， 出料；其中十二內(nèi)酰胺單體的加入量為，步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量為十二內(nèi)酰胺單體加入量的0.1%。實(shí)施例6
一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，包括以下步驟
(1)將計(jì)量的摩爾比為2:1的三價鐵鹽和二價鐵鹽溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎?，高速攪拌，控制水溫?0°C，逐滴加入氫氧化鈉溶液，使混合物中摩爾比!^e3+ Fe2 + OH — =2 1 8，溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，然后升溫?0。C，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉，繼續(xù)反應(yīng)60min，得到修飾的納米四氧化三鐵粒子；其中表面活性劑的加入量為步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量的30% ；
(2)將上述步驟(1)最后得到的溶液，調(diào)節(jié)PH值至中性，加入計(jì)量的丁內(nèi)酰胺單體，混合均勻，系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱到200°C，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至260°C，壓力保持在0. 8MPa，保持此溫度和壓力，聚合證；最后系統(tǒng)緩慢卸壓，在常溫常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，除去小分子使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行以完成聚合，出料；其中丁內(nèi)酰胺單體的加入量為，步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量為丁內(nèi)酰胺單體加入量的20%。實(shí)施例7
一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，包括以下步驟 (1)將計(jì)量的摩爾比為2:1的三價鐵鹽和二價鐵鹽溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎?，高速攪拌，控制水溫?0°C，逐滴加入氫氧化鉀溶液，使混合物中摩爾比!^e3+ Fe2 + OH — =2 1 8，溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，然后升溫?0°C，加入表面活性劑油酸，繼續(xù)反應(yīng)45min，得到修飾的納米四氧化三鐵粒子；其中表面活性劑的加入量為步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量的20% ；
(2)將上述步驟(1)最后得到的溶液，調(diào)節(jié)PH值至中性，加入計(jì)量的己內(nèi)酰胺單體，混合均勻，系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱到190°C，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至255°C，壓力保持在0. 8MPa，保持此溫度和壓力，聚合3. 5h ；最后系統(tǒng)緩慢卸壓，在常溫常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，除去小分子使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行以完成聚合， 出料；其中己內(nèi)酰胺單體的加入量為，步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量為己內(nèi)酰胺單體加入量的10%。 以上公開的僅為本申請的幾個具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將計(jì)量的摩爾比為2 1的三價鐵鹽和二價鐵鹽溶解在水中混合，抽真空通氮?dú)獗苎?，高速攪拌，控制水溫?0°C，逐滴加入堿溶液，使混合物中摩爾比Fe2+:0H-=2:1:8，溶液由紅褐色變?yōu)楹谏?，然后升溫?0°C，加入表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng)30-60min， 得到修飾的納米四氧化三鐵粒子；(2)將上述步驟(1)最后得到的溶液，調(diào)節(jié)PH值至中性，加入計(jì)量的內(nèi)酰胺單體，混合均勻，系統(tǒng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱到180-20(TC，待混合物完全熔融后，開始攪拌，隨后將系統(tǒng)升溫至250-260°C，壓力保持在0. 8MPa,保持此溫度和壓力，聚合2- ；最后系統(tǒng)緩慢卸壓，在常溫常壓下保持0. 5h以平衡反應(yīng)，抽真空lh，除去小分子使聚合反應(yīng)向正方向進(jìn)行以完成聚合，出料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，其特征在于， 所述堿溶液為氨水及金屬氫氧化物溶液；所述金屬氫氧化物溶液包括氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液。
3.如權(quán)利要求1所述的一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，其特征在于， 所述表面活性劑為所有可以修飾四氧化三鐵粒子的表面活性劑，包括油酸、油酸鹽、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，其特征在于， 所述表面活性劑的加入量為步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量的5-30%。
5.如權(quán)利要求1所述的一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，其特征在于， 所述內(nèi)酰胺單體是C4-C12內(nèi)酰胺中的一種或幾種，包括丁內(nèi)酰胺、己內(nèi)酰胺、辛內(nèi)酰胺、庚內(nèi)酰胺或十二內(nèi)酰胺中的一種或幾種；所述聚酰胺為一種內(nèi)酰胺單體的均聚物或幾種內(nèi)酰胺單體的共聚物。
6.如權(quán)利要求1所述的一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，其特征在于， 所述內(nèi)酰胺單體的加入量為，步驟(1)理論生成四氧化三鐵的質(zhì)量為內(nèi)酰胺單體加入量的 0. 1-20%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁性聚酰胺復(fù)合材料的原位水解制備方法，包括以下步驟將三價鐵鹽和二價鐵鹽的水溶液混合，然后向混合物中加入堿溶液進(jìn)行反應(yīng)得到納米四氧化三鐵粒子，然后加入表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng)得到修飾的納米四氧化三鐵粒子；將上述溶液調(diào)節(jié)pH值到中性，加入內(nèi)酰胺單體，減壓蒸餾過程中逐漸升溫到250℃，進(jìn)行原位水解本體聚合反應(yīng)，反應(yīng)2-5小時得到四氧化三鐵/聚酰胺磁性復(fù)合材料。本方法工藝簡單，操作方便，反應(yīng)采用連續(xù)原位聚合，磁性粒子分散均勻，高效且低成本，適合工業(yè)化生產(chǎn)，所得磁性聚酰胺復(fù)合材料具有較高的工業(yè)應(yīng)用價值。
文檔編號H01F1/42GK102532523SQ20101061396
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉燕 申請人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司