[發明專利]包含氮化硼納米板的納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201780091641.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN110709447B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 洪淳亨;柳浩振;柳承澯
• 申請（專利權）人: 韓國科學技術院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C01B21/064;C08L87/00;C08J3/24;C08G73/02;C08K3/38;B82Y5/00
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 鄭天松

本發明涉及利用氮化硼的自然模擬有機/無機復合材料，本發明的包含氮化硼納米板(BNNP)的納米復合材料，包括：氮化硼納米板(BNNP，Boron Nitride nanoplatelet)；包括與所述氮化硼納米板結合的側鏈結構的高分子官能團；以及包括從由NH基團、NH₂基團、OH基團及COOH基團組成的官能團組中選擇的一種或以上的官能團的線性聚合物，其中，所述官能團對與所述高分子官能團結合的所述氮化硼納米板單體進行交聯。

【技術領域】

本發明涉及一種使用氮化硼的有機/無機復合材料。

【背景技術】

近年來，開始要求用于各種材料的有機-無機復合材料具有高物性，自20世紀90年代中期以來，不斷進行對于開發具有高物性的新概念材料的研究，目前，正積極嘗試與納米技術結合。

其中，二維納米結構材料具有均勻的平面形狀，并且其厚度由一層或多層的原子組成，近來，化學與材料領域最活躍的研究之一就是對二維納米結構材料的研究，并且，其研究課題也隨著電子、機械及生物技術領域的融合而不斷多元化。

尤其備受關注的氮化硼(Boron nitride，BN)材料，具有與石墨烯類似的機械性與熱性，并且在高溫下物性保持不變，顯示出作為復合材料增強材料的巨大潛力。尤其六方晶體氮化硼材料的硼原子和氮原子的結構呈平面二維六角形，并具有六方晶體結構，其物理性質與化學性質與石墨相似。因此，六方晶體氮化硼是一種具有高物理及化學穩定性的材料。此外，在惰性氣氛中，可以最高在3000℃下保持穩定，因具有相當于不銹鋼的高導熱性，從而具有高抗熱震性，即使經過約1500℃的反復快速加熱與快速冷卻，也不會出現裂紋或發生損壞。并且，還具有極高的高溫潤滑性和耐腐蝕性。此外，電阻值極高，尤其在高溫下的電阻值變化小，可在較大的溫度范圍內用于電絕緣材料，并施加電場時會發出紫外線。此外，氮化硼與石墨烯相同，對所有氣體和液體都具有不可滲透性，還具有透明性，并且由于硼原子和氮原子呈網狀連接的六角形蜂窩結構，具有空間間隙，使氮化硼具有良好的伸縮性。氮化硼特殊的結構及物性使其不僅可以應用于半導體材料的絕緣體中，還能用于紫外光發生裝置、阻擋膜等材料，生物復合材料，因此備受關注。

另外，人工骨材料不僅要對人體無害，還應具有高強度、高韌性、低彈性模量等物性。然而，就目前開發的人工骨材料而言，由于在重復使用過程中出現的持續應力屏蔽現象導致的分離問題，使其在每10至15年必須進行置換手術。根據調查，此類手術的第一次手術費通常超過4.5萬美元，第二次手術費用超過7.4萬美元，給病人帶來了負擔。因此，為了防止應力屏蔽現象導致的材料分離問題，在開發人工骨時，需要一種新概念的高物性生物材料。

【發明內容】

【要解決的技術問題】

本發明的目的在于基于模擬自然結構，例如模擬珍珠層結構，通過使用具有優異性質的氮化硼材料來制備新概念的納米復合材料，提供一種具有高強度、高韌性、低彈性模量的優異性質的全新概念的納米復合材料，從而解決上述問題。

【解決問題的技術方法】

本發明的包含氮化硼納米板(BNNP)的納米復合材料，包括：氮化硼納米板(BNNP，Boron Nitride nanoplatelet)；包括與所述氮化硼納米板結合的側鏈結構的高分子官能團；以及包括從由NH基團、NH₂基團、OH基團及COOH基團組成的官能團組中選擇的一種或以上的官能團的線性聚合物，其中，所述官能團對與所述高分子官能團結合的所述氮化硼納米板單體進行交聯。

根據本發明的一實施例，所述高分子官能團可以是包括從由NH基團、NH₂基團、OH基團及COOH基團組成的官能團組中選擇的一種或以上的官能團的高分子材料。