本發(fā)明涉及功能材料技術領域，具體涉及一種氮化硼的制備方法。

背景技術：

高性能無機纖維已成為現代材料科學研究的重要領域之一。氮化硼(BN)纖維兼具了BN材料和纖維材料所具有的多種優(yōu)良性能。BN纖維具有強度高、密度低、耐腐蝕、透波性強等特點，在核工業(yè)、電子及復合材料等方面具有很好的應用前景。以BN纖維為增強劑的陶瓷基復合材料在航空航天的天線罩等關鍵部位顯示出優(yōu)異的透波承載性能，因而BN纖維的研究成為新型陶瓷纖維領域的熱點之一。BN各原子之間連接鍵為共價鍵，具有較高的原子結合強度，因此BN還具有耐高溫、抗熱沖擊的優(yōu)良特性，并且其強度和硬度在高溫下下降很少。

BN的制備方法多種多樣，南京工業(yè)大學的沈春英等利用硼酸與三聚氰胺反應，最終制得BN晶須；湖北工業(yè)大學的袁松東等也利用硼酸與三聚氰胺制得BN六方晶體，并對制得的BN六方晶體的比表面積與孔徑分布做了分析；鄧橙、雷永鵬等采用有機前驅體法制得BN纖維，制得的纖維性能較好，但是實驗條件要求苛刻。本申請采用有機前驅體法在實驗條件比較緩和的條件下制得BN的有機前驅體，通過氮化處理，制得BN斜方晶體。

技術實現要素：

本發(fā)明旨在提出一種氮化硼的制備方法。

本發(fā)明的技術方案在于：

氮化硼的制備方法，包括如下步驟：

（1）將氯化銨粉末加入三口燒瓶中，然后加入二甲苯溶劑，劇烈攪拌，使得氯化銨粉末在有機溶劑中形成懸濁液，通入氮氣，排出裝置中的空氣和水分；加熱到80~100℃后通入三氯化硼氣體，冷凝回流；最后將得到的三氯環(huán)硼氮烷的二甲苯溶液通入氮氣，低溫加熱，將反應體系中的二甲苯揮發(fā)掉，得到的無色針狀晶體即為三氯環(huán)硼氮烷；

(2)利用制得的三氯環(huán)硼氮烷晶體與異丙胺進行氨解反應制得三胺基環(huán)硼氮烷，反應前段在低溫浴冰水混合物中進行，后段在室溫下進行；

(3)將三胺基環(huán)硼氮烷的二甲苯溶液放入三口燒瓶中，在氮氣保護下升溫加熱至100～200℃，進行聚合反應，得到凍膠狀固體，即為含有二甲苯的聚硼氮烷，將二甲苯完全揮發(fā)掉為白色粉末狀固體；

(4)將烘干的聚硼氮烷先驅體研磨成粉末狀，放人石英舟中，將石英舟放入管式爐中，加熱前將管式爐通入氮氣，對管式爐加熱，保溫，然后讓管式爐自然冷卻至室溫，即可得到經過氮化的BN。

所述的冷凝回流的溫度為0～5℃，反應時間為10～20 h。

所述的加熱到80~100℃后再通入三氯化硼氣體。

所述的反應前段5~5.5 h在低溫浴冰水混合物中進行，后段13~15 h在室溫下進行。

所述的聚合反應的時間為10~20 h。

所述的管式爐加熱的溫度為1000~1200℃，保溫時間為l ~1.5h。

本發(fā)明的技術效果在于：

本發(fā)明通過較溫和的方法合成BN的有機前驅體聚合物，用三氯化硼氣體和氯化銨二甲苯混合漿液在氮氣的保護下反應，形成無色透明的BN晶體。BN為片狀結構，片與片之間結構緊密，BN晶體主要為斜方晶系，晶體含有B，N，C元素。聚硼氮烷可溶于DMF和DMSO溶液，說明聚硼氮烷可以濕法紡絲。

具體實施方式

實施例1

氮化硼的制備方法，包括如下步驟：

（1）將氯化銨粉末加入三口燒瓶中，然后加入二甲苯溶劑，劇烈攪拌，使得氯化銨粉末在有機溶劑中形成懸濁液，通入氮氣，排出裝置中的空氣和水分；加熱到80~100℃后通入三氯化硼氣體，冷凝回流；最后將得到的三氯環(huán)硼氮烷的二甲苯溶液通入氮氣，低溫加熱，將反應體系中的二甲苯揮發(fā)掉，得到的無色針狀晶體即為三氯環(huán)硼氮烷；

(2)利用制得的三氯環(huán)硼氮烷晶體與異丙胺進行氨解反應制得三胺基環(huán)硼氮烷，反應前段在低溫浴冰水混合物中進行，后段在室溫下進行；

(3)將三胺基環(huán)硼氮烷的二甲苯溶液放入三口燒瓶中，在氮氣保護下升溫加熱至100～200℃，進行聚合反應，得到凍膠狀固體，即為含有二甲苯的聚硼氮烷，將二甲苯完全揮發(fā)掉為白色粉末狀固體；

(4)將烘干的聚硼氮烷先驅體研磨成粉末狀，放人石英舟中，將石英舟放入管式爐中，加熱前將管式爐通入氮氣，對管式爐加熱，保溫，然后讓管式爐自然冷卻至室溫，即可得到經過氮化的BN。

實施例2

在實施例1的基礎上，所述的冷凝回流的溫度為0～5℃，反應時間為10～20 h。所述的加熱到80~100℃后再通入三氯化硼氣體。所述的反應前段5~5.5 h在低溫浴冰水混合物中進行，后段13~15 h在室溫下進行。所述的聚合反應的時間為10~20 h。所述的管式爐加熱的溫度為1000~1200℃，保溫時間愛你為l ~1.5h。