专利名称：一种氧化物纳米材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及纳米技术，尤其涉及一种用于材料微量添加用的一种氧化物纳 米材料。
背景技术：
目前国内纳米材料的市场上主要是无定型体的细微粒，它占据了纳米材料 市场的绝大部分份额。这种纳米材料都是通过粉碎设备加工而成，由此云集造 就了各种粉碎设备和众多的"纳米材料"生产厂家。
这些由粉碎设备加工制造而成的纳米材料大都是无定型体细微粒的碳酸钙
(CaCo3) 、 二氧化钛(Ti02，)、三氧化二铝(A1203)、氧化锌(ZnO)等。 由于是无定型的微粒，使用时必然会凝聚、结团，无法分散使用，因此出现了 名目繁多的分散剂来弥补现有纳米材料的这一不足。这种由粉碎设备加工后再 加分散剂的无定型细微粒的纳米材料其添加量一般在百分之几，其添加后产品 的小尺寸效果会有所体现，产品质量也有所提高。但它与真正意义上的纳米效 应，如表面效应、小尺寸效应及宏观量子隧道效应等奇特性能无法相比，两 者在光学、热学、电学、磁学、力学方面的性质和大块固体相比的特性有显著 的差别。
目前在实验室用激光、超高频等高科技手段研制出的纳米材料具有上述纳 米材料所具有的优良特性，但其研制手段只适合实验室研究所用的少量几克， 不能适应工业化生产的所需的批量生产要求。所以提出一种适合工业化生产具有真正纳米效应的纳米材料是世人所瞩目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过非粉碎方法生产具有真正纳米效应且不需 要分散剂的一种一种氧化物纳米材料，它由下述技术方案予以实现
按20.0 25.2: 9.0 12.9的克分子数比例配置硼酸H3B03和磷酸氢二铵 (NH4) 2HP04，将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加 水在一定温度的电炉腔内煅烧后经冷却所得到的立方晶体微粒粉料。
素瓷坩埚中优选装量为120 150克，根据该装量的优选加水量为40 65克。
煅烧时，电炉腔内的煅烧温度优选在500 960°C，保持该温度20 60分钟。 所述微粒粉料的粒径为15 50纳米。
本发明的纳米材料是呈立方晶体的微粒，不会凝聚、结团，因此不需要分 散剂。作为微量添加剂添加到相关材料中，使其质量有大幅提高，并显现一些 新的特性，例如添加到橡胶中，其拉伸强度、扯断伸长率及撕裂强度均有较 大提高；添加到塑料产品的原材料中，其拉伸强度成倍提高；在造纸中添加微 量的本发明纳米材料不但拉伸强度明显增加而且纸张增白效果显著；本发明纳 米材料微量添加到涂料中，其附着力增大，表面平整光滑又易收干。将本发明 纳米材料添加到塑料及橡胶产品的原材料中，还会使这些材料在成形的模具中 流动性极强，有利于产品的塑造。同时，本发明的方法能使纳米材料的生产率 大大提高，适应工业化所需的大批量生产要求。
图1是本发明纳米材料在JEM-2010透射电子显微镜下呈现的晶体微粒结构。
具体实施例方式
下面结合实施例来进一步说明本发明及其优点。 实施例1
按20.0: 9.0的克分子数比例配置硼酸H3BO3和磷酸氢二铵(NH4) 2HPCM， 将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水40克在500°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度40分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米、颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。 实施例2
按22.6: 9.0的克分子数比例配置硼酸H3BO3和磷酸氢二铵(NH4) 2HPO4， 将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水53克在730°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度20分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米、颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。
按25.2: 9.0的克分子数比例配置硼酸H3BO3和磷酸氢二铵(NH4) 2HP04， 将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水65克在960°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度60分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米、颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。 实施例4
按20.0: 11.0的克分子数比例配置硼酸H3B03和磷酸氢二铵(NH4) 2HPO4， 将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水40克在500°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度40分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米，颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。 实施例5
按22.6: 11.0的克分子数比例配置硼酸H3B03和磷酸氢二铵(NH4) 2HP04， 将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水53克在730°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度20分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米、颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。 实施例6
按25.2: 11.0的克分子数比例配置硼酸H3B03和磷酸氢二铵(NHO 2HP04， 将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水65克在960°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度60分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米，颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。 实施例7
按20.0: 12.9的克分子数比例配置硼酸H3B03和磷酸氢二铵(NH4) 2HPO4， 将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水40克在500°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度40分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米、颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。 实施例8
按22.6: 12.9的克分子数比例配置硼酸H3B03和磷酸氢二铵(NH4) 2HP04， 将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水53克在730°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度20分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米、颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。 实施例9
按25.2: 12.9的克分子数比例配置硼酸H3B03和磷酸氢二铵(NH4) 2HP04，将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水65克在960°C 温度的电炉腔内煅烧，保持该温度60分钟，经冷却最终得到的一种粒径为15 50纳米、颜色为白色的立方晶体微粒的粉料。
上述实施例获得的纳米材料经上海复旦大学的JEM-透射电子显微镜显示的 晶体结构请参见图l，图右上角的短横线代表50nm的尺度，经检测微粒的粒径 在15 50纳米(nm)，呈立方晶体，不聚团易分散，不需要分散剂。根据计算， 单位重量微粒数293xl0M乙微粒/g，比面积228m2/g。将其添加到塑料及橡胶 产品的原材料中，还会使这些材料在成形的模具中流动性极强，有利于产品的 塑造。
采用本发明方法生产氧化物纳米材料时，每炉中可放置多只素瓷坩埚，多 时可达几十只，月生产能力一般在300公斤，完全能适应工业化所需的大批量 生产要求。随着工装设备的完善和提高，用本发明方法生产一种氧化物纳米材 料的产量将会有较大幅度的增加。
将上述实施例所得到的纳米晶体微粒粉料按千分之几的微量比例添加到一 些材料中(一般在千分之二左右的比例添加到橡胶、塑料、纸张、涂料等材料 中)就会使这些材料的质量和特性得到很大改变，例如添加到橡胶中，其 拉伸强度、扯断伸长率及撕裂强度均有较大提高；添加到塑料产品的原材料中， 其拉伸强度成倍提高；在造纸中添加微量的本发明纳米材料不但拉伸强度明显 增加而且纸张增白效果显著；本发明纳米材料微量添加到涂料中，其附着力增 大，表面平整光滑又易收干。
权利要求
1. 一种氧化物纳米材料，其特征在于按20.0～25.29.0～12.9的克分子数比例配置硼酸H3BO3和磷酸氢二铵(NH4)2HPO4，将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水在一定温度的电炉腔内煅烧后经冷却所得到的立方晶体的微粒粉料。
2. 根据权利要求1所述的一种氧化物纳米材料，其特征在于素瓷坩埚中优 选装量为120 150克，根据该装量的优选加水量为40 65克。
3. 根据权利要求1所述的一种氧化物纳米材料，其特征在于煅烧时，电炉 腔内的煅烧温度优选在500 960°C，保持该温度20 60分钟。
4. 根据权利要求1所述的一种氧化物纳米材料，其特征在于所述微粒粉料 的粒径为15 50纳米。
全文摘要
本发明涉及一种用于材料微量添加用的一种氧化物纳米材料。按20.0～25.2∶9.0～12.9的克分子数比例配置硼酸H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub>和磷酸氢二铵(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>，将按上述比例配置的硼酸和磷酸氢二铵置于素瓷坩埚中，并加水在一定温度的电炉腔内煅烧后经冷却所得到的立方晶体颗粒粉料。将其添加到一些材料，材料的质量有大幅提高，并显现一些新的特性，例如添加到橡胶中，其拉伸强度、扯断伸长率及撕裂强度均有较大提高；添加到塑料产品的原材料中，其拉伸强度成倍提高；在造纸中添加微量的本发明纳米材料不但拉伸强度明显增加而且纸张增白效果显著；本发明纳米材料微量添加到涂料中，其附着力增大，表面平整光滑又易收干。并使塑料及橡胶产品的原材料的流动性大为增强，有利于产品的塑造。
文档编号C01B35/00GK101475188SQ200910028178
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者吴祖其 申请人:吴祖其