[发明专利]一种二氧化硅填充PTFE复合材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种二氧化硅填充PTFE复合材料及其制备方法，用以制备低介电常数、低密度的PTFE工程材料，尤其用于轻型复合材料领域。本发明利用胶体碳球作为模板的同时，加入表面活性剂CTAB来增加反应效率，在强碱性条件下制备出中空二氧化硅纳米球形微粒，然后利用此微粒作为填充PTFE复合材料的填充粒子，最终得到中空二氧化硅纳米球形微粒填充PTFE复合材料。本发明制备二氧化硅填充PTFE复合材料，介电常数低2.1～2.8，密度低0.8～1.2g/cm3；其填充的二氧化硅，比表面积700～900m2/g，粒径均匀且处于400nm～1μm，结构中空球形，球壳厚度40～80nm，球形度高，制备效率高。

主权项

一种二氧化硅填充PTFE复合材料，其特征在于：介电常数低密度低其填充的二氧化硅，比表面积粒径均匀且处于结构中空球形，球壳厚度球形度高，制备效率高；制备方法，包括如下步骤：步骤1、将纯度大于85％的一水葡萄糖以及纯度大于99％的尿素溶于去离子水，葡萄糖浓度为葡萄糖与尿素的质量比为330.25:1，将溶液体系转移至水热反应釜中，在下保温待反应结束后取出反应物，分别用无水乙醇和去离子水对其进行清洗，最后将产物置于100℃烘箱中干燥，制得胶体碳球模板，其粒径处于之间；步骤2、将步骤1中所得胶体碳球模板溶于无水乙醇和去离子水中形成混合体系，无水乙醇与去离子水的质量比为搅拌、超声使胶体碳球模板分散，向混合体系中加入纯度大于99％的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB，胶体碳球与CTAB的质量比为继续搅拌使表面活性剂CTAB完全吸附于胶体碳球的表面；步骤3、用浓度为氨水调节体系pH至向步骤2所得的混合溶液体系中滴加正硅酸乙酯TEOS，该TEOS以SiO2计时含量大于28％，滴加速率为2mL/min，TEOS与胶体碳球的质量比为在≥100rpm的速率下搅拌后进行抽滤得到复合包覆结构的固体；步骤4、将步骤3得到的固体置于烧结得到的白色粉末即为中空二氧化硅球形纳米微粒；步骤5、将步骤4所得中空二氧化硅球形纳米微粒与质量分数为60％的聚四氟乙烯乳液混合均匀，中空二氧化硅球形纳米微粒与聚四氟乙烯的质量比为将混合体系在80℃的恒温水浴条件下加入无水乙醇并伴随≥100rpm搅拌速率，中空二氧化硅球形纳米颗粒与乙醇的质量比为最终得到白色固体；步骤6、将步骤5所得白色固体压成厚度均匀的片状复合材料，将其置于烘箱中干燥后对其进行预烧，预烧温度为275℃；步骤7、将步骤6预烧所得片状复合材料进行热压烧结，烧结压力保持在烧结温度为烧结完成后即得到中空二氧化硅球形纳米微粒填充PTFE的复合材料，其中中空二氧化硅球形纳米微粒比重为