[发明专利]一种氨基化六方氮化硼及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种氨基化六方氮化硼及其制备方法和应用，通过氨基化改性和π‑π电子相互作用得到分散均匀且存储稳定的六方氮化硼分散液，包括如下步骤：将市售的六方氮化硼粉末在水蒸气氛围下在管式炉中煅烧得到羟基化改性氮化硼，将所得羟基化改性氮化硼粉末与过量甲苯二异氰酸酯反应得到中间产物，再将该中间产物与过量水反应得到氨基化六方氮化硼。本发明所提供的方法操作简单，反应物处理简单，所制备的氨基化六方氮化硼储存稳定。

技术领域

本发明属于二维纳米材料领域，尤其是涉及一种氨基化六方氮化硼及其制备方法和应用。

背景技术

自从石墨烯发现以来，二维纳米材料逐渐进入人们的视野，比如六方氮化硼、过渡金属二硫族化合物、黑磷和过渡金属碳化物等。其中，六方氮化硼是一种常见工业产品，常用作润滑剂和脱模剂等，一方面，因为与石墨烯结构类似，六方氮化硼具有一些和石墨烯相似的性质，如沿基面的各向异性和高的机械强度和导热性，以及良好的润滑性等；另一方面，六方氮化硼(h-BN)的独特结构特征赋予了它许多其他重要的电气、光学和化学特性，例如，六方氮化硼中有较宽的禁带，使之拥有电绝缘性质，此外，其在深紫外区有个窄的吸收峰，在可见光范围内完全透明。这些性质使得六方氮化硼在绝缘领域和导热填料、深紫外光源、介电层、化妆品、微波透明屏蔽等领域具有很高的应用价值。此外，六方氮化硼具有高的热稳定性和化学稳定性，因此也被广泛用于耐高温坩埚，抗氧化润滑剂，工业用防护涂料等。

目前对氮化硼的改性和分散方法都参照石墨烯的改性和分散方法，其中很多方法都是加入表面活性剂进行分散，导致分散效果差，存储稳定差，这些都制约了氮化硼的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氨基化六方氮化硼及其制备方法和应用，主要利用甲苯二异氰酸酯(TDI)进行改性，使氮化硼(BN)氨基化，并利用π-π电子相互作用得到分散均匀且存储稳定的六方氮化硼分散液。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案一是：

一种氨基化六方氮化硼的制备方法，包括：

1)取六方氮化硼粉末，保护气体保护下，在水蒸气氛围中加热到850～1000℃，保温2～4h，冷却至室温；得到的粉末分散于水中超声处理3～10min后，在1000～1200rpm的转速下离心25～35min，取上层悬浮液在60～80℃烘干，干燥，得到羟基化改性氮化硼；

2)将步骤1)得到的羟基化改性氮化硼均匀分散于脱水后的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入甲苯二异氰酸酯(TDI)，所述羟基化改性氮化硼和甲苯二异氰酸酯的质量比为1:10～20；保护气体保护下，在30～40℃搅拌反应45～50h；反应物去除甲苯二异氰酸酯；

3)将步骤2)得到的产物均匀分散于DMF中，加入过量水，室温反应1～3h，得到的产物用二氯甲烷沉淀，沉淀物用二氯甲烷洗涤后，干燥得到所述氨基化六方氮化硼。

一实施例中：所述步骤1)中，在管式炉中进行所述加热保温操作。

一实施例中：所述步骤1)中，所述六方氮化硼粉末为微米级。

一实施例中：所述步骤2)中，DMF预先经脱水处理。

一实施例中：所述步骤2)中，反应物采用丙酮洗涤以去除甲苯二异氰酸酯。

一实施例中：所述步骤3)中，在55～65℃干燥22～26h。

一实施例中：所述步骤2)中，均匀分散的方式为超声处理30～40min。

一实施例中：所述步骤3)中，均匀分散的方式为超声处理30～40min。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案二是：

一种根据上述制备方法所制备的氨基化六方氮化硼。