本發(fā)明屬于氮化硅鎂的抗氧化劑。具體涉及一種微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、氮化硅鎂是一種與氮化鋁晶體結(jié)構(gòu)類似的三元氮化物，表現(xiàn)出優(yōu)異的“清潔效果”。mgsin2在相重構(gòu)過程中產(chǎn)生的鎂蒸氣具有吸附氧的能力。這種變化降低了燒結(jié)體中的總氧含量，保護(hù)了材料的氧化，具有成為新一代抗氧化劑的應(yīng)用潛力。但z.等人(z.l.pentráková,m.hrabalová,et?al.decomposition?ofmgsin2?in?nitrogenatmosphere[j].journal?of?the?european?ceramic?society,2011,(31):1473–1480.)研究中指出，氮化硅鎂的高溫穩(wěn)定性差且分解速率快。影響抗氧化性能的發(fā)揮，故對氮化硅鎂晶須的研究和利用已引起科技人員的關(guān)注。
2、“添加氮化硅鎂粉體的低碳鎂碳耐火材料及其制備方法”(cn?110143808a)專利技術(shù)，該技術(shù)中的氮化硅鎂以抗氧化劑的形式加入低碳耐火材料中，通過氮化硅鎂氧化形成隔離層阻礙氧的侵蝕，但該方法中的氮化硅鎂分解速率過快，會造成氮化硅鎂發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，降低了抗氧化性能。
3、cheny等人(cheny,wangx,deng?c?j,et?al.growth?mechanism?ofin?situmgsin2?and?its?synergistic?effect?on?the?properties?of?mgo–crefractories.construction?and?building?materials,2021,(289):123032.)研究中指出,原位生成的mgsin2有助于提高鎂碳耐火材料的力學(xué)性能和抗熱震性。然而，原為生成mgsin2的結(jié)構(gòu)不可控，限制mgsin2作為抗氧化劑的抗氧化性。
4、“基于高硅菱鎂礦的氧化鎂@氮化硅鎂粉體及其制備方法”(cn?115465845?a)專利技術(shù)，該技術(shù)采用碳熱鎂熱還原制得氧化鎂包覆氮化硅鎂復(fù)合粉體，但該技術(shù)制備的改性氮化硅鎂粉體外殼與內(nèi)核的結(jié)合強(qiáng)度低，易脫落，且生產(chǎn)溫度高，不易于工業(yè)生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單、合成溫度低和易于工業(yè)生產(chǎn)的微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法；所制微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的結(jié)合強(qiáng)度高、分解速率緩慢、抗氧化性優(yōu)異。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案的具體步驟是：
3、步驟一、以46～50wt％的正硅酸乙脂為硅源，以50～54wt％的氮化硅鎂為載體；在氮氣氣氛和60～70℃條件下，先將所述氮化硅鎂加入乙醇中，磁力攪拌1～5h，再加入所述正硅酸乙脂，攪拌，得到混合物；
4、步驟二、按所述混合物∶聚乙二醇∶鹽酸的質(zhì)量比為100∶11～15∶1～6，向所述混合物加入所述聚乙二醇和所述鹽酸，超聲振蕩10～30min，得到溶膠凝膠；
5、步驟三、將所述溶膠凝膠抽濾，用蒸餾水洗滌，在100～200℃條件下烘干1～5h，研磨，得到包覆粉末；
6、步驟四、將90～94wt％的所述包覆粉末和6～10wt％的氯化銨混合，球磨1～5h，得到球磨料；然后將所述球磨料在8～12mpa條件下壓制成型，再將成型的坯體置入管式爐中，在保護(hù)氣氛條件下加熱至600～700℃，保溫1～5h，隨爐冷卻，破碎，篩分，制得微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑。
7、所述正硅酸乙脂的純度≥98％。
8、所述氮化硅鎂的mgsin2含量≥99.5wt％；氮化硅鎂的粒度≥0.045mm。
9、所述聚乙二醇的純度≥98％。
10、所述鹽酸的hcl含量為20～35wt％。
11、所述氯化銨的nh4cl含量≥98wt％；所述氯化銨粒度≥0.045mm。
12、所述保護(hù)氣氛為氬氣、或為氮氣、或為氬氣和氮氣的混合氣體。
13、由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
14、本發(fā)明以正硅酸乙脂為硅源、以氮化硅鎂晶須為載體、以聚乙二醇為微孔模板劑和以氯化銨為分散劑；在氮氣氣氛中，先將氮化硅鎂晶須加入乙醇中，攪拌，再先后加入正硅酸乙脂、聚乙二醇和鹽酸，超聲震蕩，抽濾，干燥和研磨，得到包覆粉末。將包覆粉末和氯化銨混合，球磨，將成型的坯體在保護(hù)氣氛中加熱至600～700℃，保溫，隨爐冷卻，篩分，制得微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑。該方法合成溫度低、工藝簡單、生產(chǎn)周期短、設(shè)備投資小，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
15、本發(fā)明采用鎂橄欖石作為氮化硅鎂晶須外殼，利用鎂橄欖石外殼與氮化硅鎂內(nèi)核會促進(jìn)離子交換，從而促進(jìn)外殼與內(nèi)核之間形成強(qiáng)界面結(jié)合，提高鎂橄欖石外殼與氮化硅鎂內(nèi)核的結(jié)合強(qiáng)度。
16、本發(fā)明利用以鎂橄欖石包覆外殼為抑制劑，充分構(gòu)建氮化硅鎂釋放緩特性。氮化硅鎂的穩(wěn)定性受局部氮分壓的影響較大，且氮化硅鎂的分解溫度隨著氮分壓的增大而升高。因此，鎂橄欖石外殼的形成會增加內(nèi)核內(nèi)部的局部氮分壓，從而抑制氮化硅鎂顆粒的分解，進(jìn)一步限制氮化硅鎂顆粒的分解速率，即有效地減緩了微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的分解速率。
17、本發(fā)明利用“微孔網(wǎng)絡(luò)通道”殼層結(jié)構(gòu)特性制備出具有微孔的鎂橄欖石包覆氮化硅鎂。mg離子能有效通過微孔通道分散至外界，且mg離子對氧的親和力較高，易吸收氧粒子，從而提高改微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的抗氧化性。
18、因此，本發(fā)明具有結(jié)合強(qiáng)度高和易于工業(yè)生產(chǎn)的特點；所制微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的分解速率緩慢和抗氧化性優(yōu)異。
1.一種微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法，其特征在于所述制備方法的步驟是：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法，其特征在于：所述正硅酸乙脂的純度≥98％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法，其特征在于；所述氮化硅鎂的mgsin2含量≥99.5wt％；氮化硅鎂的粒度≥0.045mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法，其特征在于：所述聚乙二醇的純度≥98％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法，其特征在于：所述鹽酸的hcl含量為20～35wt％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法，其特征在于：所述氯化銨的nh4cl含量≥98wt％；所述氯化銨粒度≥0.045mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法，其特征在于：所述保護(hù)氣氛為氬氣、或為氮氣、或為氬氣和氮氣的混合氣體。
8.一種微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑，其特征在于所述微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑是根據(jù)權(quán)利1～7項中任一項中微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑的制備方法所制備的微孔核殼改性氮化硅鎂釋緩抗氧化劑。