一种负载异质颗粒的无机填料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种负载异质颗粒的无机填料及其制备方法，所述无机填料以包括无机材料、以及有机酸金属盐为原料制备而得，所述无机材料和有机酸金属盐的质量比为1～10:1。将有机酸金属盐溶于溶剂中形成溶液，并将无机材料加入混合搅拌，蒸发溶剂，然后加热，使得有机酸金属盐在无机材料表面热裂解，即形成负载异质颗粒的无机填料。本发明专利技术的负载异质颗粒的无机填料结合陶瓷填料和导电相填料的优点，相比传统的陶瓷填料和导电相填料，该结构的无机填料能大幅提高聚合物复合材料的介电常数，同时能保证比较低的介电损耗。

A kind of inorganic filler loaded with heterogeneous particles and its preparation method

The invention discloses an inorganic filler for loading heterogeneous particles and a preparation method. The inorganic filler is prepared from inorganic material and organic acid metal salt as raw material, and the mass ratio of inorganic material and organic acid metal salt is 1 to 10:1. The organic acid metal salt is dissolved in the solvent to form the solution, and the inorganic material is added to the mixing and stirring, evaporating solvent, and then heated, so that the organic acid metal salt is pyrolytic on the surface of inorganic material, that is, the inorganic filler with heterogeneous particles is formed. The load of heterogeneous granules of the invention of inorganic filler with ceramic filler and conductive filler has the advantages, compared with the traditional ceramic filler and conductive filler, the structure of the inorganic filler can increase the dielectric constant of polymer composite materials, at the same time to ensure relatively low dielectric loss.

【技术实现步骤摘要】
一种负载异质颗粒的无机填料及其制备方法
本专利技术属于无机材料
，更具体地，本专利技术涉及一种负载异质颗粒的无机填料及其制备方法。
技术介绍
具有高充放电速度和高功率密度的介电电容器在电力系统、脉冲功率电源等方面扮演着重要角色。近年来以智能物联网和可穿戴技术为代表的新一代信息技术和产业对电子系统的高集成度、小型化、轻量化和高密度化的需求驱使传统陶瓷电介质材料迅速减薄，漏电流急剧增加。因此寻找新型高储能密度电介质材料已经成为信息功能材料和微电子领域的前瞻性研究课题。高储能密度聚合物复合电介质材料由于工艺简单、成本低廉、易与柔性基体兼容以及适合大面积生产等优点已成为学术和产业界关注的热点。为了获得高储能密度的聚合物复合材料，目前通用的方法包括：第一、依据有效介质理论，在聚合物基体中填充各类高介电陶瓷填料构筑0-3型高介电聚合物复合材料。但是这种通过陶瓷的添加量来调控复合材料的介电特性的方法对于复合材料介电常数的提高仍然有限(一般介电常数＜50)，同时大量填料的引入必然导致大量缺陷，从而降低材料的耐压强度。第二、在聚合物基体中添加导电相填料，利用渗流效应可以获得较高的介电常数，但是介电损耗也随着填料填充量的增加而陡升，因此一般也不具有实用价值。
技术实现思路
基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种负载异质颗粒的无机填料及其制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种负载异质颗粒的无机填料，所述无机填料由包括无机材料、以及有机酸金属盐为原料制备而得，所述无机材料和有机酸金属盐的质量比为1～10:1。在其中一些实施例中，所述无机材料和有机酸金属盐的质量比为2.5～5:1。在其中一些实施例中，所述无机材料的形状为纳米纤维、纳米线或颗粒。在其中一些实施例中，所述纳米纤维或纳米线的尺寸为：直径20～1000纳米，长度100纳米～100微米。在其中一些实施例中，所述颗粒的尺寸为：粒径100纳米～10微米。在其中一些实施例中，所述有机酸金属盐为导电金属的有机酸盐，如：铜、铁、镍、镁、锌、银的葡萄糖酸盐、柠檬酸盐、和草酸盐的一种或几种。在其中一些实施例中，所述无机材料为钛酸钡纳米纤维、钛酸钡纳米线、掺杂稀土元素的BaTiO3纳米纤维和纳米线、钛酸铜钙纳米纤维、钛酸铜钙纳米线、钛酸锶纳米纤维、钛酸锶纳米线、钛酸锶钡纳米纤维、钛酸锶钡纳米线、钛酸钙纳米纤维、钛酸钙纳米线、钛酸钙钡纳米线、钛酸钙钡纳米纤维、铌酸钠钾纳米线、氧化锌纳米线、氧化铝纳米纤维、氧化铝纳米线、氮化硼纳米管、氮化硼纳米线、氮化硅纳米线、二氧化硅纳米线、氮化铝纳米线、二氧化钛纳米纤维、二氧化钛纳米线、碳化硅纳米线、氧化亚铜纳米线、氧化铜纳米线、二氧化锰纳米线、氧化镍纳米线、氧化锌纳米线、氧化锡纳米线、氧化钨纳米线、氧化锆纳米线、氧化铁纳米线、氧化亚铁纳米线、金属纳米线中的一种或几种。在其中一些实施例中，所述金属纳米线为银、铜、铁、铝、硅、镍、钛、钨、锡纳米线中的一种或几种。在其中一些实施例中，所述稀土元素为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Ga、Dy、Er、和Lu中的一种或几种。本专利技术还提供了上述负载异质颗粒的无机填料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将有机酸金属盐溶于溶剂中形成溶液，并将无机材料加入混合并充分搅拌；第二步：加热至60～200℃将混合物中的溶剂挥发，然后持续加热至有机酸金属盐在无机材料表面热裂解、从而形成负载异质颗粒的无机填料。在其中一些实施例中，步骤(2)中所述加热温度为60～180℃。本专利技术的无机填料至少包含两种不同的材料，其中一种为无机材料，一种是金属或金属氧化物纳米颗粒，其中金属或金属氧化物纳米颗粒是通过热裂解有机酸金属盐的方法负载在无机材料的表面的。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的负载异质颗粒的无机填料结合陶瓷填料和导电相填料的优点，相比传统的陶瓷填料和导电相填料，该结构的无机填料能大幅提高聚合物复合材料的介电常数，同时能保证比较低的介电损耗。附图说明图1为本专利技术实施例4制得的负载纳米氧化镍的钛酸钡纤维无机填料的剖面结构图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。以下实施例中所使用的试剂或原料，如无特殊说明，均来源于市售。实施例1本实施例的负载异质颗粒的无机填料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将1份葡萄糖酸铜(有机酸金属盐)溶于10份的水中，形成溶液，并将20份直径为200纳米的钛酸钡球形颗粒(无机材料)加入混合并充分搅拌；第二步：将该混合物过滤(不用冲洗)后，将固体直接放入烘箱中，升温至180℃将混合物中的溶剂挥发，然后保温6小时至葡萄糖酸铜在钛酸钡球形颗粒表面热裂解、从而形成负载纳米铜(20纳米)的钛酸钡纳米填料。实施例2本实施例的负载异质颗粒的无机填料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将1份葡萄糖酸铜(有机酸金属盐)溶于10份的水中，形成溶液，并将20份直径为200纳米的钛酸钡球形颗粒(无机材料)加入混合并充分搅拌；第二步：将该混合物过滤(不用冲洗)后，将固体直接放入烘箱中，升温至180℃将混合物中的溶剂挥发，然后保温12小时至葡萄糖酸铜在钛酸钡球形颗粒表面热裂解、从而形成负载纳米铜(约为40纳米)的钛酸钡纳米填料。实施例3本实施例的负载异质颗粒的无机填料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将1份葡萄糖酸锌(有机酸金属盐)溶于10份的沸水中，形成溶液，并将20份直径为200纳米的钛酸钡球形颗粒(无机材料)加入混合并充分搅拌；第二步：将该混合物过滤(不用冲洗)后，将固体直接放入烘箱中，升温至120℃将混合物中的溶剂挥发，然后保温6小时至葡萄糖酸锌在钛酸钡球形颗粒表面热裂解、从而形成负载纳米氧化锌(约为20纳米)的钛酸钡纳米填料。实施例4本实施例的负载异质颗粒的无机填料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将5份二水草酸镍(有机酸金属盐)溶于10份一定浓度的氨水溶液中，形成溶液，并将20份直径为200纳米的钛酸钡纤维(无机材料)加入混合并充分搅拌；第二步：将该混合物直接放入马弗炉中，升温至200℃将混合物中的溶剂挥发，并保温6小时至二水草酸镍在钛酸钡球形颗粒表面热裂解(320～450℃)、从而形成负载纳米氧化镍(约为20纳米)的钛酸钡纳米纤维填料(图1所示)。实施例5本实施例的负载异质颗粒的无机填料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将5份柠檬酸铝(有机酸金属盐)溶于10份一定浓度的氨水溶液中，形成溶液，并将20份直径为200纳米的钛酸铜钙纤维(无机材料)加入混合并充分搅拌；第二步：将该混合物直接放入马弗炉中，升温至200℃将混合物中的溶剂挥发，并保温6小时至二水草酸镍在钛酸铜钙纤维表面热裂解(320～450℃)、从而形成负载纳米氧化铝(约为20纳米)的钛酸铜钙纳米纤维填料。实施例6本实施例的负载异质颗粒的无机填料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将5份二水草酸镍(有机酸金属盐)溶于10份一定浓度的氨水溶液中，形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载异质颗粒的无机填料，其特征在于，所述无机填料以包括无机材料、以及有机酸金属盐为原料制备而得，所述无机材料和有机酸金属盐的质量比为1～10:1。

【技术特征摘要】
1.一种负载异质颗粒的无机填料，其特征在于，所述无机填料以包括无机材料、以及有机酸金属盐为原料制备而得，所述无机材料和有机酸金属盐的质量比为1～10:1。2.根据权利要求1所述的负载异质颗粒的无机填料，其特征在于，所述无机材料和有机酸金属盐的质量比为2.5～5:1。3.根据权利要求1或2所述的负载异质颗粒的无机填料，其特征在于，所述无机材料的形状为纳米纤维、纳米线或颗粒。4.根据权利要求3所述的负载异质颗粒的无机填料，其特征在于，所述纳米纤维或纳米线的尺寸为：直径20～1000纳米，长度100纳米～100微米，所述颗粒的尺寸为：粒径100纳米～10微米。5.根据权利要求1所述的负载异质颗粒的无机填料，其特征在于，所述有机酸金属盐为铜、铁、镍、镁、锌、银的葡萄糖酸盐、柠檬酸盐、和草酸盐的一种或几种。6.根据权利要求1所述的负载异质颗粒的无机填料，其特征在于，所述无机材料为钛酸钡纳米纤维、钛酸钡纳米线、掺杂稀土元素的BaTiO3纳米纤维和纳米线、钛酸铜钙纳米纤维、钛酸铜钙纳米线、钛酸锶纳米纤维、钛酸锶纳米线、钛酸锶钡纳米纤维、钛酸锶钡纳米线、钛酸钙纳米纤维、钛酸钙纳米线、钛酸钙钡纳米线、钛酸钙钡纳米纤维、铌酸钠钾纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文虎，李峰，陶玉红，卢星华，
申请(专利权)人：深圳市峰泳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44