一种微纳复合粒子及其机械载荷嵌入制备工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109455727A(43)申请公布日2019.03.12(21)申请号201811604302.4(22)申请日2018.12.26(71)申请人哈尔滨工大泰铭科技有限公司地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区邮政街神舟名邸二单元2102室(72)发明人王友善(74)专利代理机构北京冠和权律师事务所11399代理人李建华(51)Int.Cl.C01B33/18(2006.01)C01F7/02(2006.01)C01F11/18(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书19页附图2页(54)发明名称一种微纳复合粒子及其机械载荷嵌入制备工艺(57)摘要本发明公开了一种复合粒子及其制备工艺，所述复合粒子是在多孔微纳粒子内插入小于多孔微纳粒子微孔直径的纳米及纳米以下尺度粒子，以形成三维多孔和/或刺状微纳复合粒子；三维多孔和/或刺状微纳复合粒子的单孔嵌入量为孔体积的1～100％。本发明的机械载荷嵌入制备工艺易操作，制得的复合粒子分散性好，不易团聚，可应用于聚合物及其制品中。在橡胶及其制品中具有较好的补强作用，且表现出优良的力学性能，在轮胎橡胶中表现出补强、低生热、抗湿滑性能的协同提升作用。CN109455727ACN109455727A权利要求书1/1页1.一种微纳复合粒子，其特征在于，在多孔微纳粒子内插入小于多孔微纳粒子微孔直径的纳米及纳米以下尺度粒子，以形成三维多孔和/或刺状微纳复合粒子。2.根据权利要求1所述的复合粒子，其特征在于，所述三维多孔和/或刺状微纳复合粒子的单孔嵌入量为孔体积的1～100％，BET氮气吸附比表面积为30m2/g～350m2/g。3.根据权利要求1或2所述的复合粒子，其特征在于，所述三维多孔和/或刺状微纳复合粒子的单孔嵌入量为孔体积为50％～100％。4.根据权利要求1或2所述的复合粒子，其特征在于，所述多孔微纳粒子呈球形、椭球形、菱球形或不规则形状。5.根据权利要求4所述的复合粒子，其特征在于，所述多孔微纳粒子粒径为100nm～100μm，多孔结构孔径1nm～500nm，孔深2nm～500nm，孔数量5000～3亿个/g，BET法比表面积0.3～300m2/g，pH值6～8。6.根据权利要求4或5所述的复合粒子，其特征在于，所述多孔微纳粒子为二氧化硅或碳酸钙或二氧化硅和/或碳酸钙与三氧化二铝的复合多孔微纳粒子。7.根据权利要求6所述的复合粒子，其特征在于，所述多孔微纳粒子包括重量百分比为30％～100％二氧化硅或碳酸钙及0％～70％的三氧化二铝。8.根据权利要求1所述的复合粒子，其特征在于，所述纳米及纳米以下尺度粒子为纳米氧化锌、纳米氧化铜、小分子功能材料、天然橡胶高分子材料、合成橡胶高分子材料、碳纳米管、石墨烯、炭黑、白炭黑、二氧化钛、四氧化三铁、金属单质纳米粒子中的一种或多种。9.权利要求1-8任一项所述的一种复合粒子的制备工艺，其特征在于，将预先成型的纳米及纳米以下尺度粒子通过研磨方式嵌入到多孔微纳粒子的微孔中。10.根据权利要求9所述的复合粒子的制备工艺，其特征在于，采用机械载荷嵌入装置连续或者分步式进料，研磨温度50℃～100℃，转速0.5～5转/秒。11.根据权力要求4～6所述的多孔微纳粒子，其特征在于，所述多孔微纳粒子的二氧化硅、碳酸钙或三氧化二铝来源于含硅/钙材料，包括：明矾石、稻壳灰、秸秆灰、蒙脱石、滑石、黄黏土、云母、钙硅石、铝矾土、蛋白页岩、硅藻土、硅藻页岩、蛋白石中的一种或多种组合。12.一种根据权利要求1～8任一所述复合粒子在聚合物、塑料、橡胶、涂料、催化剂、水处理、土壤改良、化肥、能源存储、日用化工、防隔热、吸波、隐身、吸附材料或医药载体中的应用。2CN109455727A说明书1/19页一种微纳复合粒子及其机械载荷嵌入制备工艺技术领域[0001]本发明涉及新型材料技术领域，具体涉及一种新型复合粒子及其制备工艺和装置。背景技术[0002]目前，微纳尺度(10-1000nm)粒子早已在现代工业、医学、生物工程等领域中发挥出重要作用。粒子之间及其与聚合物基体之间存在明显的表面相互作用，因此，选择合适的粒子与高分子树脂基体，使用一定的材料复合工艺，可在一定程度上改善材料的性能。[0003]粒子的形态直接影响材料的粘结性、力学强度、透明性等性质，而与之直接相关的是复合材料中填料与基体的相容性以及纳米及纳米以下尺度粒子的有效分散性问题。因此，大多数研究都集中于如何获得均相混合物，比如，对粒子表面进行化学或物理改性而改变其与基体的相互作用。[0004]单分散粒子的良好分散就必须要求将无机细粉解聚集为最为原始，最为初级的最小尺度粒子形态，否则将呈现出多分散的粒子分布形态，达不到单