[发明专利]一种聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料，其特征在于，以聚四氟乙烯乳胶粒子为核，以由第一单体、第二单体、第一引发剂、第二引发剂和水进行聚合反应得到的聚合物层为第一壳层，以及以由所述聚合物层、乙醇、水、氨水和硅源试剂进行水解缩合反应得到的二氧化硅层为第二壳层；

所述第一单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸中的一种或多种；

所述第二单体包括乙烯基三甲氧基硅烷、4-乙烯基吡啶、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；

所述硅源试剂包括正硅酸乙酯和/或正硅酸丁酯；

所述聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1）在保护气氛下，将聚四氟乙烯乳液、第一单体、第二单体、第一引发剂、第二引发剂和水混合，进行聚合反应，在所述聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯乳胶粒子表面形成聚合物层；

所述混合的顺序为将聚四氟乙烯乳液和水在超声条件下混合30min后，依次与第一单体混合120~400min，与第一引发剂反应120min，调节pH值后，与第二单体和第二引发剂同时混合进行聚合反应；

2）将所述步骤1）得到的聚合反应产物、乙醇、水、氨水和硅源试剂混合，进行水解缩合反应，在所述聚合物层表面形成二氧化硅层，得到所述聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料；

所述聚四氟乙烯乳液、第一单体、第二单体、第一引发剂、第二引发剂和水的质量比为50~100：100~200：20~100：0.5~2：0.2~1：700~1300；

所述聚合反应产物、乙醇、水、氨水和硅源试剂的质量比为30~50：500~600：50~70：5~10：40~80。

2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯乳液的固含量为40~80%。

3.权利要求1~2任一项所述聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1 ） 在保护气氛下，将聚四氟乙烯乳液、第一单体、第二单体、第一引发剂、第二引发剂和水混合，进行聚合反应，在所述聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯乳胶粒子表面形成聚合物层；

所述混合的顺序为将聚四氟乙烯乳液和水在超声条件下混合30min后，依次与第一单体混合120~400min，与第一引发剂反应120min，调节pH值后，与第二单体和第二引发剂同时混合进行聚合反应；

2 ） 将所述步骤1）得到的聚合反应产物、乙醇、水、氨水和硅源试剂混合，进行水解缩合反应，在所述聚合物层表面形成二氧化硅层，得到所述聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料；

所述聚四氟乙烯乳液、第一单体、第二单体、第一引发剂、第二引发剂和水的质量比为50~100：100~200：20~100：0.5~2：0.2~1：700~1300；

所述聚合反应产物、乙醇、水、氨水和硅源试剂的质量比为30~50：500~600：50~70：5~10：40~80。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为65~75℃，时间为4~8h。

5.权利要求1~2任一项所述的聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料或由权利要求3~4任一项所述制备方法制得的聚四氟乙烯基核壳纳米复合材料在固体润滑剂制备中应用。