[發(fā)明專利]一種表面胺基化的氮化硼/尼龍復(fù)合材料及其制備方法和用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810168389.9
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109135267B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李化毅;王竹君;李倩;鄭水蓉;胡友良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C08L77/02
• 分類號(hào): C08L77/02;C08K9/04;C08K7/00;C08K3/38
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 田芳;謝怡婷

本發(fā)明提供一種表面胺基化的氮化硼/尼龍復(fù)合材料及其制備方法和用途，對(duì)所述氮化硼表面采用一種溫和、高效的改性方法，在強(qiáng)堿環(huán)境下，對(duì)氮化硼預(yù)羥基化處理使得氮化硼表面的硼氮鍵斷開(kāi)而引入大量的硼羥基和氨基，硼羥基上的氫氧鍵和氮?dú)滏I脫去氫，形成氧自由基和氮自由基；再與取代或未取代的苯胺基酸化重氮鹽在酸/鐵粉溶液中進(jìn)行反應(yīng)，在氮化硼表面接枝大量的取代或未取代的苯胺基。所述表面胺基化的氮化硼具有極高的分散性能，其分散在尼龍?bào)w系中不會(huì)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象；且由于所述表面胺基化的氮化硼表面中含有活性較高的氨基，其可以與尼龍分子鏈端基的羧基發(fā)生接枝反應(yīng)，從而制備高分散性的表面胺基化的氮化硼/尼龍復(fù)合材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氮化硼/尼龍復(fù)合材料，具體涉及一種高分散性的表面胺基化的氮化硼/尼龍復(fù)合材料及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

尼龍(PA)是一種應(yīng)用廣泛的工程塑料，因其具有良好的剛性、耐油耐磨等優(yōu)異的綜合性能，在汽車制造業(yè)、電子工業(yè)、航空工業(yè)等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但由于其具有強(qiáng)極性的特點(diǎn)，吸水率高、尺寸穩(wěn)定性和電性能差，且其在干態(tài)和低溫下具有脆性大、沖擊強(qiáng)度差的缺點(diǎn)，導(dǎo)致其使用壽命縮短，這些缺陷極大地限制了它的應(yīng)用。

為了改善這些不足，眾多科研工作者們嘗試用其它類型的材料與尼龍共混最終制得綜合性能優(yōu)異的復(fù)合材料，擴(kuò)大了市場(chǎng)的應(yīng)用范圍。

目前，根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)尼龍進(jìn)行改性的方法主要為納米粒子共混改性尼龍、纖維共混改性尼龍和多元復(fù)合材料改性尼龍。其中，隨著納米技術(shù)的不斷研究和發(fā)展，納米粒子添加到塑料中發(fā)揮了獨(dú)特的效果，使塑料納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)和熱學(xué)性能。

氮化硼具有高導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)異的耐高溫性能，同時(shí)還有優(yōu)良的寬帶隙、電絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性，特別是¹⁰B同位素具有中子吸收能力，因此賦予了氮化硼良好的中子吸收性能。這些特性使氮化硼在許多方面具有良好的潛在應(yīng)用，例如應(yīng)用于高溫工作下的半導(dǎo)體器件、高溫?zé)醾鲗?dǎo)復(fù)合材料、光電材料以及防中子輻射材料等。這里，納米氮化硼表現(xiàn)的性能均優(yōu)于微米氮化硼。但是納米氮化硼作為一種納米材料，其固有的易團(tuán)聚性能使其在制備復(fù)合材料時(shí)有分散性差、界面結(jié)合力弱等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種表面胺基化的氮化硼及其制備方法和用途；所述表面胺基化的氮化硼具有較好的分散性，其分散于尼龍?bào)w系中不易發(fā)生團(tuán)聚，且界面結(jié)合力強(qiáng)。所述方法具有簡(jiǎn)單、高效、溫和等優(yōu)勢(shì)，使氮化硼表面具有特殊的功能性。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種表面胺基化的氮化硼/尼龍復(fù)合材料及其制備方法和用途；所述表面胺基化的氮化硼/尼龍復(fù)合材料具有沖擊強(qiáng)度高、流動(dòng)性好等綜合性能優(yōu)異的特點(diǎn)。所述復(fù)合材料因氮化硼表面特殊的功能性，可以提高其在尼龍中的分散性，且提高其與尼龍的相容性。所述復(fù)合材料因表面胺基化的氮化硼的加入，提高了氮化硼在尼龍中的分散性和界面結(jié)合力，得到了分散性能良好的表面胺基化的氮化硼/尼龍復(fù)合材料。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種表面胺基化的氮化硼的制備方法，所述方法包含如下步驟：

(1)將氮化硼與強(qiáng)堿化合物進(jìn)行反應(yīng)，制備得到預(yù)羥基化的氮化硼；

(2)將預(yù)羥基化的氮化硼加入酸溶液，在鐵粉催化作用下，與取代或未取代的苯胺基酸化重氮鹽反應(yīng)，得到表面胺基化的氮化硼，所述取代或未取代的苯胺基酸化重氮鹽具有式(I)所示的結(jié)構(gòu)：

式(1)中，R₁選自烷基或烷氧基；n為0-4之間的整數(shù)；X選自酸根離子。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案中，所述的烷基選自C₁-C₁₆的烷基，還優(yōu)選地，所述的烷基選自C₁-C₈的烷基，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的烷基選自C₁-C₄的烷基。