一种表面胺基化的氮化硼/尼龙复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种表面胺基化的氮化硼/尼龙复合材料及其制备方法和用途，对所述氮化硼表面采用一种温和、高效的改性方法，在强碱环境下，对氮化硼预羟基化处理使得氮化硼表面的硼氮键断开而引入大量的硼羟基和氨基，硼羟基上的氢氧键和氮氢键脱去氢，形成氧自由基和氮自由基；再与取代或未取代的苯胺基酸化重氮盐在酸/铁粉溶液中进行反应，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极高的分散性能，其分散在尼龙体系中不会发生团聚现象；且由于所述表面胺基化的氮化硼表面中含有活性较高的氨基，其可以与尼龙分子链端基的羧基发生接枝反应，从而制备高分散性的表面胺基化的氮化硼/尼龙复合材料。

A surface aminated boron nitride/nylon composite material and its preparation method and Application

The invention provides a surface aminated boron nitride/nylon composite material and its preparation method and application. A mild and efficient modification method is adopted for the surface of boron nitride. In strong alkali environment, the pre-hydroxylation treatment of boron nitride makes the boron-nitrogen bond on the surface of boron nitride disconnect, and a large number of borohydroxy and amino groups are introduced, and the hydrogen-oxygen bonds and nitrogen-hydrogen bonds on borohydroxy are dehydrogenated to form. Oxygen radicals and nitrogen radicals, and then react with substituted or non-substituted aniline acidified diazonium salts in acid/iron powder solution to graft a large number of substituted or non-substituted aniline groups on the surface of boron nitride. The surface aminated boron nitride has very high dispersion performance and does not agglomerate when it is dispersed in nylon system, and because the surface of the surface aminated boron nitride contains higher active amino groups, it can be grafted with the carboxyl group of the chain end group of nylon molecule to prepare highly dispersed surface aminated boron nitride/nylon composite.

【技术实现步骤摘要】
一种表面胺基化的氮化硼/尼龙复合材料及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种氮化硼/尼龙复合材料，具体涉及一种高分散性的表面胺基化的氮化硼/尼龙复合材料及其制备方法和用途。
技术介绍
尼龙(PA)是一种应用广泛的工程塑料，因其具有良好的刚性、耐油耐磨等优异的综合性能，在汽车制造业、电子工业、航空工业等许多领域有着广泛的应用。但由于其具有强极性的特点，吸水率高、尺寸稳定性和电性能差，且其在干态和低温下具有脆性大、冲击强度差的缺点，导致其使用寿命缩短，这些缺陷极大地限制了它的应用。为了改善这些不足，众多科研工作者们尝试用其它类型的材料与尼龙共混最终制得综合性能优异的复合材料，扩大了市场的应用范围。目前，根据文献报道，对尼龙进行改性的方法主要为纳米粒子共混改性尼龙、纤维共混改性尼龙和多元复合材料改性尼龙。其中，随着纳米技术的不断研究和发展，纳米粒子添加到塑料中发挥了独特的效果，使塑料纳米复合材料具有优异的力学和热学性能。氮化硼具有高导热系数和优异的耐高温性能，同时还有优良的宽带隙、电绝缘性和耐化学腐蚀性，特别是10B同位素具有中子吸收能力，因此赋予了氮化硼良好的中子吸收性能。这些特性使氮化硼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面胺基化的氮化硼的制备方法，所述方法包含如下步骤：(1)将氮化硼与强碱化合物进行反应，制备得到预羟基化的氮化硼；(2)将预羟基化的氮化硼加入酸溶液，在铁粉催化作用下，与取代或未取代的苯胺基酸化重氮盐反应，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盐具有式(I)所示的结构：

【技术特征摘要】
2017.06.15 CN 20171045300341.一种表面胺基化的氮化硼的制备方法，所述方法包含如下步骤：(1)将氮化硼与强碱化合物进行反应，制备得到预羟基化的氮化硼；(2)将预羟基化的氮化硼加入酸溶液，在铁粉催化作用下，与取代或未取代的苯胺基酸化重氮盐反应，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盐具有式(I)所示的结构：式(1)中，R1选自烷基或烷氧基；n为0-4之间的整数；X选自酸根离子。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的烷基选自C1-C16的烷基，还优选地，所述的烷基选自C1-C8的烷基，进一步优选地，所述的烷基选自C1-C4的烷基。优选地，所述的烷氧基选自C1-C16的烷氧基，还优选地，所述的烷氧基选自C1-C8的烷氧基，进一步优选地，所述的烷氧基选自C1-C4的烷氧基。优选地，所述的n为0-2之间的整数；优选地，所述的n为0或1；还优选地，所述的n为0。优选地，所述的X选自盐酸根离子，硫酸氢根离子，硝酸根离子，磷酸二氢根离子，高锰酸根离子等，优选为盐酸根离子。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氮化硼选自纳米氮化硼，还优选为纳米六方氮化硼，进一步优选为六方氮化硼纳米片、六方氮化硼纳米管或六方氮化硼纳米微球，更优选为六方氮化硼纳米片。优选地，所述步骤(1)中具体包括如下步骤：1-1)将氮化硼与强碱化合物进行高温固相反应；和/或，将氮化硼与强碱化合物在溶液中进行高温液相反应，制备得到预羟基化的氮化硼。优选地，所述步骤(1)中具体包括如下步骤：1-1’)将氮化硼与强碱化合物进行高温固相反应，制备得到预羟基化的氮化硼。优选地，所述高温固相反应或高温液相反应的温度为100～350℃，高温固相反应或高温液相反应的时间为1～12h，优选地，所述高温固相反应或高温液相反应的温度为150～250℃，高温固相反应或高温液相反应的时间为1.5～10h，更优选地，所述高温固相反应或高温液相反应的温度为170～190℃，高温固相反应或高温液相反应的时间为2～5h。优选地，步骤(1)中，所述强碱化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷中的至少一种。还优选地，所述强碱化合物选自氢氧化钠与氢氧化钾的混合物。优选地，所述氢氧化钠与氢氧化钾的质量比为1:1～3:1，优选为1.25:1～2.5:1。优选地，步骤(1)中，所述强碱化合物与氮化硼的质量比为1:1～8:1，优选为2:1～5:1。优选地，所述步骤(1)中还具体包括如下步骤：1-2’)反应后，除去未反应的强碱化合物。4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酸选自盐酸、硫酸、硝酸和高锰酸中的一种或多种；还优选地，所述酸选自盐酸。优选地，所述酸溶液中的酸与预羟基化的氮化硼的质量比为1:1～1:10，还优选地，所述酸溶液中的酸与预羟基化的氮化硼的质量比为1:3～1:7。优选地，步骤(2)中，所述反应的温度为0℃以上，还优选为20～30℃，更优选为25～28℃。优选地，步骤(2)中，所述铁粉与酸(氢离子)的摩尔比为10:1～1:1。还优选地，所述铁粉与酸的摩尔比为7:1～3:1。优选地，步骤(2)中，所述取代或未取代的苯胺基酸化重氮盐与预羟基化的氮化硼的质量比为1:1～20:1。还优选地，所述取代或未取代的苯胺基酸化重氮盐与预羟基化的氮化硼的质量比为5:1～15:1。5.一种表面胺基化的氮化硼，所述氮化硼表面具有取代或未取代的苯胺基，即式(2)所示的结构：式(2)中，n和R1的定义如权利要求1所述，*为式(2)与氮化硼表面的反应活性位点连接的位点；当n为0或1时，所述取代或未取代的苯胺基，即式(2)所示结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李化毅，王竹君，李倩，郑水蓉，胡友良，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11