[發明專利]納米二氧化硅的表面改性方法

在審

• 申請號: 201710340370.3
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107033629A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣西放心源生物科技有限公司
• 主分類號: C09C1/28
• 分類號: C09C1/28;C09C3/04;C09C3/08;C09C3/10
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司45114
• 代理人: 蘭如康

技術領域

本發明涉及無機材料改性技術領域，具體是一種納米二氧化硅的表面改性方法。

背景技術

納米二氧化硅在許多領域中具有廣泛用途，包括填充、增量、增稠和增強各種有機材料，例如塑料、樹脂、橡膠、油等。納米二氧化硅表面存在不飽和的鍵及各種各樣的羥基基團，因而表面呈親水性，極性強、容易吸水相互連接成立體網狀結構，而這種立體網狀結構分子間的作用力很強，所以使得二氧化硅粒子之間容易產生團聚現象，不易于在有機溶劑和橡膠基體中分散，且由于納米二氧化硅粒子小、比表面積大、表面能高，處于能量不穩定的狀態，很容易聚集在一起而形成團聚體，特別是在有機聚合物中極易團聚，相容性差，因此納米二氧化硅需要對其進行改性處理。

在如何提高納米材料在有機聚合物中的分散性能已經做了很多相關研究。主要是在納米二氧化硅粒子表面引入官能團，從而改善納米二氧化硅的分散性、耐候性和自清潔性。對納米二氧化硅進行改性處理的方法有如下幾種：一種方法是通過物理機械方法來打破分散團聚的納米顆粒，比如通過超聲處理，但是此種方法效果極其有限，無機納米顆粒與有機聚合物之間的相互作用同無機納米顆粒之間的相互作用相比非常有限。另一種方法是化學鍵合接枝法，對納米顆粒表面進行改性，增強納米顆粒與聚合物鏈之間的相互作用，減少納米顆粒之間的團聚，促進納米顆粒在聚合物基體中的分散，同時具有良好的光催化性能。但該種處理方法的工藝較復雜，控制過程困難，成本較高，難以實現工業化生產。

發明內容

本發明針對當前納米二氧化硅改性存在的問題，提供一種工藝簡單、易于操作、成本低、改性后的納米二氧化硅分散性好、與有機物相容性好的表面改性方法。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案如下：

一種納米二氧化硅的表面改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米二氧化硅輸送至表面處理槽，然后加入乙撐基雙硬脂酰胺分散劑和乙醇，控制溫度在50-60℃，在轉速為100-300r/min攪拌10-20min，得納米二氧化硅分散液；

（2）將上述納米二氧化硅分散液加入超聲波發生器，再加入月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質酸鈉復合改性劑，在溫度為50-60℃、頻率為50-60Hz下超聲20-30min，得改性納米二氧化硅液；

（3）再將改性納米二氧化硅液經過過濾，干燥，粉碎，過篩，即完成納米二氧化硅的改性。

進一步地，所述乙撐基雙硬脂酰胺分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的0.5-1.5%。

進一步地，所述納米二氧化硅分散液的質量濃度為20-30%。

進一步地，所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質酸鈉的質量比為2-4:1。

進一步地，所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質酸鈉復合改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.5-2.0%。

進一步地，所述干燥是在溫度為80-100℃下干燥至納米二氧化硅的含水率為8-12%。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

1、本方法改性后的納米二氧化硅不僅分散性好、穩定性好、與有機物的相容性好，還能提高二氧化硅的耐光性和耐候性。

2、本發明采用物理攪拌和超聲波方法來打破分散團聚的納米顆粒，超聲波能產生空化作用，使液體處于高頻振蕩狀態；利用超聲波的作用可使納米二氧化硅粒子處于良好的分散狀態，減輕納米二氧化硅粒子間的團聚現象，同時可以加速反應物在微觀尺度的混合和反應。

3、本方法工藝簡單、易于操作、成本低、生產效率高，容易實現工業化生產。

具體實施方式

下面將結合具體實施例對本發明進一步詳細說明，但不限于本發明的保護范圍。

實施例1

一種納米二氧化硅的表面改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米二氧化硅輸送至表面處理槽，然后加入乙撐基雙硬脂酰胺分散劑和乙醇，控制溫度在50℃，在轉速為200r/min攪拌15min，得質量濃度為30%的納米二氧化硅分散液；所述乙撐基雙硬脂酰胺分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.0%;

（2）將上述納米二氧化硅分散液加入超聲波發生器，再加入月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質酸鈉復合改性劑，在溫度為50℃、頻率為60Hz下超聲30min，得改性納米二氧化硅液；所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質酸鈉的質量比為3:1；復合改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.5%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經過過濾，在溫度為100℃下干燥至納米二氧化硅的含水率為10%，粉碎，過篩，即完成納米二氧化硅的改性。