[发明专利]一种羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜及其制备方法和应用，将羟基磷灰石纳米线超声分散在溶剂中，得到均匀的乳白色溶液，并与ANF溶液混合，搅拌，得到均匀乳白色溶液；然后将其与水混合，搅拌至ANF纤维均匀分散在溶液中；采用真空抽滤方式，层层组装，得到所述的羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜；本发明通过芳纶纳米纤维与羟基磷灰石纳米线形成互穿网络，提高了复合薄膜的力学性能，分子链上的羟基形成氢键进一步提高了复合薄膜的稳定性；将高力学性能的芳纶纳米纤维加入到羟基磷灰石纳米线体系中，有效提高材料的力学性能，保证较高的阻燃性；制备方法简单，成本低；所述复合薄膜具有较高的力学性能、和绝缘性能，能够应用于高强耐绝缘领域。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

羟基磷灰石(Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆)作为磷酸钙家族成员，是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机成分；然而，羟基磷灰石通常形成颗粒、短棒或针状；因此，羟基磷灰石材料通常表现出高脆性和较差的柔韧性。近年来，研究者发现具有高长径比的羟基磷灰石纳米线(HNs)具有较高的柔韧性，可以解决羟基磷灰石材料脆性高、柔韧性差的问题；并且羟基磷灰石纳米线具有热稳定性高及耐火性好等优点；羟基磷灰石纳米线作为一种无机材料，和其他有机物质结合可制备成性能更加优异的复合材料；但现有技术中，羟基磷灰石纳米线复合薄膜的力学性能较低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜及其制备方法和应用，以解决现有技术中羟基磷灰石纳米线复合材料力学性能较差的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将羟基磷灰石纳米线超声分散在溶剂中，得到均匀的乳白色溶液，作为体系一；

步骤2、将体系一与ANF溶液混合，搅拌，得到均匀乳白色溶液，作为体系二；

步骤3、将体系二与水混合，搅拌至ANF纤维均匀分散在溶液中，得到体系三；

步骤4、将体系三，采用真空抽滤方式，层层组装，得到所述的羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜。

进一步的，步骤1中，溶剂采用水或二甲基亚砜。

进一步的，步骤1中，超声分散的功率为600-800W，超声分散的时间为0.5-1h。

进一步的，步骤2中，体系一与ANF溶液按体积比为1:(0.5-2)的比例混合；其中，体系一中羟基磷灰石纳米线的质量百分数为0.2％-0.5％，ANF溶液中ANF浓度为0.2-0.5g/L。

进一步的，步骤3中，体系二与水按体积比为1:(1-3)的比例混合。

进一步的，步骤1中，羟基磷灰石纳米线采用直径为5-100纳米、长度为5-100μm的羟基磷灰石纳米线。

本发明还提供了一种羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜，所述羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜的断裂强度为28-104Mpa，耐介电强度为10-50Kv/mm。

本发明还提供了一种羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜的应用，所述羟基磷灰石纳米线/ANF复合薄膜用于制作绝缘阻燃材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：