[发明专利]无机纤维/二氧化硅纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无机纤维/二氧化硅纳米材料，其特征在于，所述纳米材料包括无机纤维和包覆在无机纤维表面的二氧化硅，其中，所述二氧化硅原位生长于无机纤维表面；所述二氧化硅在无机纤维表面的包覆面积为80％-100％；

其中，所述无机纤维选自玄武岩纤维、玻璃纤维或石英玻璃纤维；

所述二氧化硅的粒度为300-550nm；

所述原位生长的过程包括下述步骤：

(1)混合有机溶剂、水和氨水，形成混合溶液，将正硅酸乙酯加入混合溶液中，形成乳液，再将无机纤维加入乳液中，反应后得到初产物；

(2)将初产物进行退火处理，得到无机纤维/二氧化硅纳米材料；

所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、N，N-二甲基甲酰胺或丙酮。

2.一种无机纤维/聚乳酸树脂复合材料，其特征在于，原料包含权利要求1所述无机纤维/二氧化硅纳米材料和聚乳酸树脂，所述无机纤维/二氧化硅纳米材料与聚乳酸树脂的质量比为1：(5-15)。

3.根据权利要求2所述复合材料，其中，所述复合材料的拉伸强度为65-85MPa。

4.权利要求1所述的一种无机纤维/二氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)混合有机溶剂、水和氨水，形成混合溶液，将正硅酸乙酯加入混合溶液中，形成乳液，再将无机纤维加入乳液中，反应后得到初产物；

(2)将初产物进行退火处理，得到无机纤维/二氧化硅纳米材料；

所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、N，N-二甲基甲酰胺或丙酮。

5.根据权利要求4所述制备方法，其中，步骤(1)中，水与正硅酸乙酯的摩尔比为(15-30)：1。

6.根据权利要求4或5所述制备方法，其中，步骤(1)中，所述正硅酸乙酯与无机纤维的质量比为(4-10)：1。

7.根据权利要求4或5所述制备方法，其中，步骤(1)中，所述反应的时间为12-18h。

8.根据权利要求6所述制备方法，其中，步骤(1)中，所述反应的时间为12-18h。

9.根据权利要求4所述制备方法，其中，步骤(1)包括下述步骤：

混合有机溶剂和水，在持续搅拌状态下缓慢加入氨水，形成混合溶液，将正硅酸乙酯逐滴加入混合溶液中，形成乳液，再将无机纤维加入乳液中，反应后得到初产物。

10.根据权利要求5所述制备方法，其中，步骤(1)包括下述步骤：

混合有机溶剂和水，在持续搅拌状态下缓慢加入氨水，形成混合溶液，将正硅酸乙酯逐滴加入混合溶液中，形成乳液，再将无机纤维加入乳液中，反应后得到初产物。

11.根据权利要求6所述制备方法，其中，步骤(1)包括下述步骤：

混合有机溶剂和水，在持续搅拌状态下缓慢加入氨水，形成混合溶液，将正硅酸乙酯逐滴加入混合溶液中，形成乳液，再将无机纤维加入乳液中，反应后得到初产物。

12.根据权利要求7所述制备方法，其中，步骤(1)包括下述步骤：

混合有机溶剂和水，在持续搅拌状态下缓慢加入氨水，形成混合溶液，将正硅酸乙酯逐滴加入混合溶液中，形成乳液，再将无机纤维加入乳液中，反应后得到初产物。

13.根据权利要求8所述制备方法，其中，步骤(1)包括下述步骤：

混合有机溶剂和水，在持续搅拌状态下缓慢加入氨水，形成混合溶液，将正硅酸乙酯逐滴加入混合溶液中，形成乳液，再将无机纤维加入乳液中，反应后得到初产物。

14.根据权利要求9所述制备方法，其中，氨水的加入速度为2-5ml/min。