本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，涉及一種納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料及制備方法。
背景技術(shù)：
火災(zāi)時(shí)全世界一種高發(fā)的、易造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的災(zāi)害。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在經(jīng)濟(jì)方面，火災(zāi)引起的經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)于歐洲和北美國家國民生產(chǎn)總值的0.2％-0.3％。在人員死亡方面，在所有國家包括歐洲和北美的發(fā)達(dá)國家中都有數(shù)以千計(jì)與火災(zāi)有關(guān)的死亡(cn201110307227.7,中國)。加入阻燃劑是預(yù)防火災(zāi)的有效方法。在眾多阻燃材料中，氫氧化鎂(mg(oh)2)是一種較為理想的阻燃材料。例如，將其加入到塑料中可以阻止塑料的燃燒和產(chǎn)生煙霧。另外一方面，氫氧化鎂在性能、價(jià)格、腐蝕性和毒性也具有很大的優(yōu)勢。氫氧化鎂通常作為細(xì)分的粉末狀填充劑摻入塑料中。為了獲得所需的阻燃特性，相對較多量的氫氧化鎂被加入到塑料中。一些情況下，氫氧化鎂填充劑的重量與塑料物質(zhì)的重量相等。然而，摻入大量顆粒填充劑可對塑料物質(zhì)的抗張強(qiáng)度和其它機(jī)械特性有負(fù)作用。還已知含有大量氫氧化鎂的塑料物質(zhì)會吸收水分，從而降低抗張強(qiáng)度、增大老化速率(cn104609449a,中國)。
然而，當(dāng)氫氧化鎂加熱到高于340度時(shí)即會分解。分解方程式如下：mg(oh)2＝mgo+h2o。在分解過程中該反應(yīng)會吸收大量的熱，因此起到阻燃作用。然而，總的來說氫氧化鎂的耐高溫能力只有340度。在較高的溫度下起不到防阻燃作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
要解決的技術(shù)問題
為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料及制備方法，針對目前氫氧化鎂阻燃溫度只有340度的問題。在制備過程中加入六方氮化硼。由于六方氮化硼的可以承受1000度的高溫。因此，該復(fù)合材料大幅提高了氫氧化鎂的阻燃溫度。在該材料受到大于340以上溫度的加熱時(shí)，盡管氫氧化鎂開始分解，但氮化硼的耐高溫性仍可使該材料具有阻燃性，從而提高了氫氧化鎂材料的阻燃溫度。
技術(shù)方案
一種納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料，其特征在于組份為：六方氮化硼的質(zhì)量百分比為10％-20％，其余為氫氧化鎂。
一種制備所述納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟如下：
步驟1、剝離六方氮化硼：將六方氮化硼粉末加入到二甲基甲酰胺中得到2.9％-4.7％六方氮化硼溶液，在300w、80khz的條件下超聲8-12h，再以5000-7000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心5-10分鐘，在80-100攝氏度烘干即為剝離好的六方氮化硼粉末；
步驟2、制備納米氫氧化鎂/六方氮化硼：將氯化鎂溶于去離子水中得到氯化鎂溶液，加入六方氮化硼粉末至溶液中攪拌加熱至180-220攝氏度，其中氯化鎂，去離子水和六方氮化硼粉末的質(zhì)量比為2:8:1；
再將氫氧化鈉溶于去離子水中得到的氫氧化鈉溶液，其中氫氧化鈉與去離子水的質(zhì)量比為6:250，
當(dāng)氯化鎂和剝離好的六方氮化硼的溶液加熱到所需溫度后開始向其中快速加入氫氧化鈉溶液，之后保溫24-48h后將其冷卻至室溫；加入的氫氧化鈉與氯化鎂的質(zhì)量比為6:11；
接著將溶液真空抽濾并用去離子水洗滌后將其在真空干燥箱中干燥12-24小時(shí)得納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料的粉末。
有益效果
本發(fā)明提出的一種納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料及制備方法，首先對六方氮化硼進(jìn)行剝離，將剝離的六方氮化硼粉末加入氯化鎂溶液中，再加入氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)后得納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料的粉末。本發(fā)明的制備過程簡單、省時(shí)。同時(shí)，可以通過調(diào)整原料含量可以得到不同氫氧化鎂負(fù)載量的納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，在制備過程中加入六方氮化硼。由于六方氮化硼的可以承受1000度的高溫。因此，該復(fù)合材料大幅提高了氫氧化鎂的阻燃溫度。在該材料受到大于340以上溫度的加熱時(shí)，盡管氫氧化鎂開始分解，但氮化硼的耐高溫性仍可使該材料具有阻燃性，從而提高了氫氧化鎂材料的阻燃溫度。
附圖說明
圖1是實(shí)施例一制備發(fā)熱納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料的掃描電鏡圖。電鏡右下角為標(biāo)尺
從圖1中可以看到氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料的尺寸為50納米左右。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
實(shí)施例一：
將市售六方氮化硼粉末加入到二甲基甲酰胺中得到2.9％六方氮化硼溶液超聲8h。將超聲好的溶液倒入離心管中以5000轉(zhuǎn)/分鐘離心5分鐘。將上清液倒入燒杯中80攝氏度烘干得到粉末。
將2份氯化鎂溶于40份去離子水中得到氯化鎂溶液。稱上述六方氮化硼粉末0.5份攪拌加入到氯化鈣溶液中并加熱至180攝氏度。將10份氫氧化鈉溶于1份去離子水中得到氫氧化鈉溶液。當(dāng)氯化鎂和粉末的溶液加熱到180攝氏度后向其中迅速加入氫氧化鈉溶液，完畢后繼續(xù)保溫24小時(shí)。保溫結(jié)束后將其冷卻至室溫。接著將溶液真空抽濾并用大量去離子水洗滌。洗滌好后將其在真空干燥箱中干燥12小時(shí)即納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料的粉末。
實(shí)施例二：
將市售六方氮化硼粉末加入到二甲基甲酰胺中得到3.5％的六方氮化硼溶液超聲10h。將超聲好的溶液倒入離心管中以6000轉(zhuǎn)/分鐘離心8分鐘。將上清液倒入燒杯中90攝氏度烘干得到粉末。
將3份氯化鎂溶于60份去離子水中得到氯化鎂溶液。稱上述六方氮化硼粉末0.7份攪拌加入到氯化鈣溶液中并加熱至200攝氏度。將20份氫氧化鈉溶于2份去離子水中得到氫氧化鈉溶液。當(dāng)氯化鎂和粉末的溶液加熱到200攝氏度后向其中迅速加入氫氧化鈉溶液，完畢后繼續(xù)保溫小時(shí)。保溫結(jié)束后將其冷卻至室溫。接著將溶液真空抽濾并用大量去離子水洗滌。洗滌好后將其在真空干燥箱中干燥24小時(shí)即納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料的粉末。
實(shí)施例三：
將市售六方氮化硼粉末加入到二甲基甲酰胺中得到4.3％六方氮化硼溶液超聲12h。將超聲好的溶液倒入離心管中以7000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘。將上清液倒入燒杯中100攝氏度烘干得到粉末。
將4份氯化鎂溶于80份去離子水中得到氯化鎂溶液。稱上述六方氮化硼粉末1.5份攪拌加入到氯化鈣溶液中并加熱至220攝氏度。將20份氫氧化鈉溶于2份去離子水中得到氫氧化鈉溶液。當(dāng)氯化鎂和粉末的溶液加熱到220攝氏度后向其中迅速加入氫氧化鈉溶液，完畢后繼續(xù)保溫48小時(shí)。保溫結(jié)束后將其冷卻至室溫。接著將溶液真空抽濾并用大量去離子水洗滌。洗滌好后將其在真空干燥箱中干燥24小時(shí)即納米氫氧化鎂/六方氮化硼納米復(fù)合材料的粉末。