CN109336412A - 一种导电导磁空心玻璃微珠及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及本发明公开了一种可导电导磁空心玻璃微珠制备方法，使玻璃微珠表面修饰一层导电导磁材料，制备导电导磁玻璃微珠，首先将玻璃微珠碱处理后，利用水热法在玻璃微珠表面镀均匀Fe3O4膜，然后在表面镀有Fe3O4的空心玻璃微珠上均匀镀银，经洗涤干燥后，从而制得可导电导磁的空心玻璃微珠，具有制备过程简单、成本低廉、导电导磁性能良好、用途广泛的特点。

Description

一种导电导磁空心玻璃微珠及其制备方法
技术领域
本发明涉及空心玻璃微珠的改性及功能化的方法，具体地说涉及一种导电导磁空心玻璃微珠及其制备方法。
背景技术
空心玻璃微珠是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，其内部为真空或N2、CO2气体，壁薄并且密封，具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，目前对空心玻璃微珠的绝大部分应用研究仅仅是直接把空心玻璃微珠作为填料或者添加剂应用在各个领域中，而填料的功能化则是填料发展的一个重要的发展方向。
空心玻璃微珠主要成分是硼硅酸盐，在填充补强材料时，尤其是需其具备导电导磁性能时，目前大部分应用的空心玻璃微珠不具备导电导磁性能，使得其使用范围受到局限。
发明内容
针对现有技术的种种不足，现提出一种具备导电导磁性能的空心玻璃微珠。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种导电导磁空心玻璃微珠，包括空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的表面均匀覆盖一层Fe3O4膜，所述Fe3O4膜外均匀覆盖银膜。
进一步，所述Fe3O4膜的厚度为0.1μm～1μm。
进一步，所述银膜的厚度为0.001μm～0.005μm。
一种导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，包括以下步骤：
S1：清洗并干燥空心玻璃微珠得空心玻璃微珠A；
S2：将步骤S1中制得的空心玻璃微珠A表面羟基化得物质B；
S3：将步骤S2中制得的物质B的表面覆盖Fe3O4膜得物质C；
S4：将步骤S3中制得的物质C的表面覆盖银膜即制得所述导电导磁空心玻璃微珠。
进一步，用无水乙醇对所述空心玻璃微珠进行清洗，然后置于75～85℃烘箱中干燥20～30h，得空心玻璃微珠A。
进一步，将5g步骤S1中制得的空心玻璃微珠A完全浸润在200～300ml的NaOH溶液中，所述NaOH溶液的浓度为0.1～0.8mol/L，并在60～90℃下搅拌1～4h，使所述空心玻璃微珠A表面羟基化，将反应后的空心玻璃微珠抽滤洗涤3～6次，然后置于30℃～80℃烘箱中干燥24～48h，得物质B。
进一步，将步骤S2中制得的物质B放入规格为50ml三口烧瓶中，再加入15～25ml蒸馏水，机械搅拌，通氩气氧20～30min，然后加入0.96～1.53gFeCl3·6H2O，0.3～0.7gFeSO4·7H2O，继续搅拌7～15min，溶液呈橙红色，水浴加热至50～90℃，然后滴加2.5～3.5ml浓氨水，将溶液pH值调至9～10之间，溶液变为黑色，继续搅拌15～25min后加热至60～100℃，将所述三口烧瓶放入水热釜并置于120～160℃烘箱中，反应6～24h，得物质C。
进一步，将10～100ml/L浓度的葡萄糖溶液与10～100g/L浓度的酒石酸钾钠溶液混合，所述葡萄糖溶液与所述酒石酸钾钠溶液的体积比为1:10～10:1，所述葡萄糖溶液与所述酒石酸钾钠溶液的总体积为2.2L，煮沸5～10min后冷却得还原液，将步骤S3中制得的物质C加入所述还原液中，加入0.1L～1L分散剂，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠水溶液，其浓度为0.1g/L～1g/L，反应温度为50～100℃，再加入0.5L～1L银氨溶液，置于电磁搅拌机中搅拌反应7～15min，转速100～200r/min，每搅拌7～15min，然后置于超声清洗仪中，振荡5～10min后，用离子水和乙醇清洗玻璃微珠，并烘干，即可制得导电导磁空心玻璃微珠。
进一步，所述银氨溶液包括AgNO3、NH4OH和NaOH，其浓度为0.1～3M。
本发明的有益效果是：
以本方法制得的导电导磁空心玻璃微珠，在填充于聚合物材料中时，通过调节导电导磁空心玻璃微珠的用量，来控制材料的导电性和导磁性，使材料既具有导电性，又具有导磁性，操作便捷，并且以本方法制得的导电导磁空心玻璃微珠可应用于吸波涂层的研制，具有重要的军事和经济效益。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种导电导磁空心玻璃微珠，包括空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的表面均匀覆盖一层Fe3O4膜，所述Fe3O4膜外均匀覆盖一层银膜，所述Fe3O4膜的厚度为0.1μm～1μm，所述银膜的厚度为0.001μm～0.005μm。
实施例一：
一种导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，包括如下步骤：
S1：用无水乙醇对空心玻璃微珠进行清洗，然后置于80℃烘箱中干燥24h，得空心玻璃微珠A；
S2：将5g步骤S1中制得的空心玻璃微珠A完全浸润在250ml的NaOH溶液中，所述NaOH溶液的浓度为0.4mol/L，并在70℃下搅拌3h，使空心玻璃微珠A表面羟基化，将反应后的空心玻璃微珠抽滤洗涤6次，然后置于50℃烘箱中干燥24h，得物质B；
S3：将步骤S2中制得的物质B放入50ml三口烧瓶中，加入20ml二次水，机械搅拌，通氩气氧30min，然后加入1.3gFeCl3·6H2O，0.556gFeSO4·7H2O，继续搅拌10min，溶液呈橙红色，水浴加热至60℃，然后滴加2.5ml浓氨水，将溶液pH值调至9～10之间，溶液变为黑色，继续搅拌20min后温度升至80℃，将混合物放入水热釜并置于145℃烘箱中，反应6h得物质C；
S4：将50ml/L浓度的葡萄糖溶液0.2L与15g/L浓度的酒石酸钾钠溶液2L混合，煮沸5min后冷却得还原液，将步骤S3中制得的物质C加入所述还原液中，加入分散剂0.5L，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠溶液，其浓度为0.5g/L，再加入浓度为0.6M的银氨溶液0.8L，所述银氨溶液包括AgNO3、NH4OH和NaOH，使用电磁搅拌机，转速150r/min，反应温度为90℃，搅拌反应20min，然后置于90℃超声清洗机中，振荡5min，用离子水和乙醇清洗空心玻璃微珠，并烘干，得到表面改性可导电导磁空心玻璃微珠。
实施例二：
一种导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，包括如下步骤：
S1：用无水乙醇对空心玻璃微珠进行清洗，然后置于80℃烘箱中干燥24h，得空心玻璃微珠A；
S2：将5g步骤S1中制得的空心玻璃微珠A完全浸润在250ml浓度为0.8mol/L的NaOH溶液中，并在90℃下搅拌1h，使所述空心玻璃微珠A表面羟基化，将反应后的空心玻璃微珠抽滤洗涤6次，然后置于50℃烘箱中干燥24h，得物质B；
S3：将步骤S2中制得的物质B放入50ml三口烧瓶中，加入20ml二次水，机械搅拌，通氩气氧30min，然后加入1.05gFeCl3·6H2O，0.556gFeSO4·7H2O，继续搅拌10min，溶液呈橙红色，水浴加热至80℃，然后滴加2.5ml浓氨水，将溶液pH值调至9～10之间，溶液变为黑色，继续搅拌30min后温度升至60℃，将混合物放入水热釜并置于145℃烘箱中，反应12h，得物质C；
S4：将60ml/L浓度的葡萄糖溶液2L与50g/L浓度的酒石酸钾钠溶液0.2L混合，煮沸5min后冷却得还原液，将步骤S3中制得的物质C加入所述还原液中，加入分散剂0.8L，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠水溶液，其浓度为0.8g/L，再加入浓度为0.3M的银氨溶液1L，所述银氨溶液包括AgNO3、NH4OH和NaOH，置于电磁搅拌机中，转速100r/min，反应温度85℃，搅拌反应20min，置于超声分清洗仪中，温度设置为80℃，振荡9min，用去离子水和乙醇清洗空心玻璃微珠，并烘干，得到表面改性可导电导磁空心玻璃微珠。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种导电导磁空心玻璃微珠，其特征在于：包括空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的表面均匀覆盖Fe3O4膜，所述Fe3O4膜外均匀覆盖银膜。
2.根据权利要求1所述的一种导电导磁空心玻璃微珠，其特征在于：所述Fe3O4膜的厚度为0.1μm～1μm。
3.根据权利要求2所述的一种导电导磁空心玻璃微珠，其特征在于：所述银膜的厚度为0.001μm～0.005μm。
4.一种如权利要求1-3任一所述的导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：清洗并干燥空心玻璃微珠得空心玻璃微珠A；
S2：将步骤S1中制得的空心玻璃微珠A表面羟基化得物质B；
S3：将步骤S2中制得的物质B的表面覆盖Fe3O4膜得物质C；
S4：将步骤S3中制得的物质C的表面覆盖银膜即制得所述导电导磁空心玻璃微珠。
5.根据权利要求4所述的一种导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于：用无水乙醇对所述空心玻璃微珠进行清洗，然后置于75～85℃烘箱中干燥20～30h，得空心玻璃微珠A。
6.根据权利要求4所述的一种导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于：将5g步骤S1中制得的空心玻璃微珠A完全浸润在200～300ml的NaOH溶液中，所述NaOH溶液的浓度为0.1～0.8mol/L，并在60～90℃下搅拌1～4h，使所述空心玻璃微珠A表面羟基化，将反应后的空心玻璃微珠抽滤洗涤3～6次，然后置于30℃～80℃烘箱中干燥24～48h，得物质B。
7.根据权利要求4所述的一种导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于：将步骤S2中制得的物质B放入规格为50ml三口烧瓶中，再加入15～25ml蒸馏水，机械搅拌，通氩气氧20～30min，然后加入0.96～1.53gFeCl3·6H2O，0.3～0.7gFeSO4·7H2O，继续搅拌7～15min，溶液呈橙红色，水浴加热至50～90℃，然后滴加2.5～3.5ml浓氨水，将溶液pH值调至9～10之间，溶液变为黑色，继续搅拌15～25min后加热至60～100℃，将所述三口烧瓶放入水热釜并置于120～160℃烘箱中，反应6～24h，得物质C。
8.根据权利要求4所述的一种导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于：将10～100ml/L浓度的葡萄糖溶液与10～100g/L浓度的酒石酸钾钠溶液混合，所述葡萄糖溶液与所述酒石酸钾钠溶液的体积比为1:10～10:1，所述葡萄糖溶液与所述酒石酸钾钠溶液的总体积为2.2L，煮沸5～10min后冷却得还原液，将步骤S3中制得的物质C加入所述还原液中，加入0.1L～1L分散剂，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠水溶液，其浓度为0.1g/L～1g/L，反应温度为50～100℃，再加入0.5L～1L银氨溶液，置于电磁搅拌机中搅拌反应7～15min，转速100～200r/min，每搅拌7～15min，然后置于超声清洗仪中，振荡5～10min后，用离子水和乙醇清洗玻璃微珠，并烘干，即可制得导电导磁空心玻璃微珠。
9.根据权利要求8所述的一种导电导磁空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于：所述银氨溶液包括AgNO3、NH4OH和NaOH，其浓度为0.1～3M。
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CN114085041A (zh) * 2020-08-25 2022-02-25 深圳光启尖端技术有限责任公司 吸波玻璃微珠及其制备方法和应用

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