[發(fā)明專利]氮化硼復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110024332.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112812586A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪清;范榮鑫;王典斌;鄧云川;張治財(cái);齊福剛;陳奮飛;周良軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09C1/00
• 分類(lèi)號(hào): C09C1/00;C09C3/06;C09D5/08;C09D163/00;C09D183/04;C09D127/12
• 代理公司: 成都希盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 廖文麗;柯海軍

1.氮化硼復(fù)合材料，其特征在于，所述氮化硼復(fù)合材料為氮化硼初級(jí)顆粒的外表面包覆有納米二氧化鈦；

所述二氧化鈦通過(guò)化學(xué)接枝在氮化硼的表面；

氮化硼初級(jí)顆粒優(yōu)選為六方氮化硼、菱方氮化硼、立方氮化硼和纖鋅礦氮化硼中至少一種制成的初級(jí)顆粒，更優(yōu)選為六方氮化硼制成的初級(jí)顆粒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼復(fù)合材料，其特征在于，所述氮化硼初級(jí)顆粒為片狀，優(yōu)選所述片狀的片徑為0.5～30μm、厚度為1～100nm；

優(yōu)選所述氮化硼初級(jí)顆粒的制備方法包括以下步驟：將氮化硼原料分散于鹽酸緩沖液中，再與多巴胺鹽酸鹽混合，經(jīng)超聲、加熱攪拌處理制得，進(jìn)一步所述方法還包括將所述加熱攪拌處理得到的混合料經(jīng)固液分離得到固體物料，將固體物料進(jìn)行干燥；

所述氮化硼原料、鹽酸緩沖液與多巴胺鹽酸鹽的質(zhì)量比優(yōu)選為1：100～350：0.2～8；

所述超聲的功率優(yōu)選為100～160W、時(shí)間為5～10h；所述加熱攪拌的溫度優(yōu)選為60～80℃、時(shí)間為5～10h；所述干燥的溫度優(yōu)選為60～80℃、時(shí)間為12～24h；所述鹽酸緩沖液的pH優(yōu)選為7.5～9.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氮化硼復(fù)合材料，其特征在于，所述氮化硼復(fù)合材料的制備方法包括：在所述氮化硼初級(jí)顆粒存在的條件下，將鈦鹽、有機(jī)醇與酸液進(jìn)行混合反應(yīng)得到；

優(yōu)選先將所述氮化硼初級(jí)顆粒、鈦鹽分散于有機(jī)醇中，再與所述酸液混合后進(jìn)行加熱反應(yīng)；

所述加熱反應(yīng)的溫度優(yōu)選為100～200℃、時(shí)間優(yōu)選為12～24h；

優(yōu)選所述分散采用超聲處理，所述超聲的功率優(yōu)選為100～160W、時(shí)間為1～2h。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮化硼復(fù)合材料，其特征在于，所述鈦鹽為鈦酸四丁酯和/或四氯化鈦；優(yōu)選所述有機(jī)醇為低級(jí)脂肪醇，優(yōu)選為1～4個(gè)C的低級(jí)脂肪醇，更優(yōu)選為甲醇和/或乙醇。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氮化硼復(fù)合材料，其特征在于，所述酸液為氫氟酸溶液、鹽酸溶液和冰醋酸溶液中的至少一種；優(yōu)選所述酸液的pH為1～5。

6.根據(jù)權(quán)利要求3～5任一項(xiàng)所述的氮化硼復(fù)合材料，其特征在于，所述氮化硼初級(jí)顆粒、鈦鹽、有機(jī)醇、酸液的重量比為：1:1～20:2.5～20:0.05～2。

7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的氮化硼復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述氮化硼初級(jí)顆粒存在的條件下，將鈦鹽、有機(jī)醇與酸液進(jìn)行混合反應(yīng)得到；

優(yōu)選先將所述氮化硼初級(jí)顆粒、鈦鹽分散于有機(jī)醇中，再與所述酸液混合后進(jìn)行加熱反應(yīng)；

所述加熱反應(yīng)的溫度優(yōu)選為100～200℃、時(shí)間優(yōu)選為12～24h；

優(yōu)選所述分散采用超聲處理，所述超聲的功率優(yōu)選為100～160W、時(shí)間為1～2h。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氮化硼復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述鈦鹽為鈦酸四丁酯和/或四氯化鈦；優(yōu)選所述有機(jī)醇為低級(jí)脂肪醇，優(yōu)選為1～4個(gè)C的低級(jí)脂肪醇，更優(yōu)選為甲醇和/或乙醇；

所述酸液優(yōu)選為氫氟酸溶液、鹽酸溶液和冰醋酸溶液中的至少一種；更優(yōu)選所述酸液的pH為1～5；

所述氮化硼初級(jí)顆粒、鈦鹽、有機(jī)醇、酸液的重量比優(yōu)選為：1:1～20:2.5～20:0.05～2。

9.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的氮化硼復(fù)合材料或權(quán)利要求7或8所述氮化硼復(fù)合材料的制備方法制得的氮化硼復(fù)合材料在復(fù)合涂料中的應(yīng)用。

10.復(fù)合涂料，其特征在于，所述復(fù)合涂料中含有權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的氮化硼復(fù)合材料或權(quán)利要求7或8所述氮化硼復(fù)合材料的制備方法制得的氮化硼復(fù)合材料；

優(yōu)選所述復(fù)合涂料包括以下重量份的原料組分：

成膜樹(shù)脂100重量份、有機(jī)溶劑12.5～30重量份、助劑0.6～4重量份、填料6～50重量份、氮化硼復(fù)合材料0.6～3重量份；

所述成膜樹(shù)脂優(yōu)選為環(huán)氧樹(shù)脂、改性有機(jī)硅樹(shù)脂、氟碳樹(shù)脂中的至少一種；

所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為正丁醇、二甲苯、乙二醇、乙醇中的至少一種；

所述助劑優(yōu)選為分散劑、流平劑和消泡劑中的至少一種，優(yōu)選所述分散劑選自改性聚丙烯酸酯、不飽和多元酸的多元胺聚酰胺溶液、含親顏填料的高分子、聚羧酸銨鹽中的至少一種，所述流平劑選自二丙酮醇、丙烯酸、四氫化萘、丙烯酸酯改性聚硅氧烷中的至少一種，所述消泡劑選自N，N-二甲基甲酰胺、疏水性二氧化硅、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、苯乙醇油酸酯、聚氧丙烯甘油醚的至少一種；所述分散劑和流平劑的質(zhì)量比優(yōu)選為1～2：1，所述分散劑和消泡劑的質(zhì)量比優(yōu)選為1～2：1；

所述填料優(yōu)選為云母粉、滑石粉、硅微粉和硫酸鋇中的至少一種；硅微粉和云母粉的質(zhì)量比優(yōu)選為1～2：1；硅微粉、云母粉和滑石粉的質(zhì)量比為2～4：1～2：1。