[發明專利]一種油相納米分散體的制備方法

在審

• 申請號: 201811249411.9
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111097334A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 杜樂;吳偲;申春;尹佳濱;龔亞輝
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01F17/00
• 分類號: B01F17/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發明屬于納米分散體制備技術領域，具體涉及一種利用微液滴生成與聚并制備油相納米分散體的方法。本發明利用微分散技術實現液滴生成與聚并的方法制備油相納米分散體。在微液滴內進行納米顆粒的合成和疏水化改性，改性納米顆粒會逐漸在油?水相界面處富集，有效避免了顆粒在水溶液中的團聚；同時，通過多組通道的靈活組合，借助于后續加入型微通道實現多步反應或制備復合納米顆粒所需其他種類反應物的精確補充，使其他反應物融入原有液滴，通過破乳方法實現微液滴的聚并，促進富集在油?水相界面處的改性納米顆粒向油相中遷移和分散，獲得油相納米分散體。該油相納米分散體所含顆粒粒徑小、分布均勻，靜置3個月以上無顆粒沉降。

技術領域

本發明屬于納米分散體制備技術領域，具體涉及一種利用微液滴生成與聚并制備油相納米分散體的方法。

背景技術

由于納米顆粒成本和應用方式的限制，無機納米顆粒通常需要經過疏水化改性后分散在油相溶劑中，并以油相納米分散體的形式進行實際應用：傳統應用如聚合物的補強或消光、油品清凈劑中用于酸中和等，新興應用則集中在功能復合材料、納米流體等方面。

對于油相納米分散體來說，需要其中分散的納米顆粒同時滿足“質”和“量”的要求：既要保持顆粒的單分散性，又要求納米顆粒達到一定質量分數(如高堿值清凈劑需要納米碳酸鈣顆粒的含量超過15wt％)。納米顆粒通常通過無機電解質在水相環境中發生共沉淀反應而制得，經過疏水化改性后在有機體系中進行分散。由于納米顆粒表面能極高，顆粒之間極易發生團聚。而傳統分散方法多為后續分散，即分離出的干燥納米顆粒再與油相混合。在這種情況下，團聚程度嚴重的顆粒無法穩定分散于油相中，造成顆粒的浪費。此外，干燥納米顆粒表面的改性劑含量相較于剛改性完成時亦會有一定降低，在油相中分散的穩定性差，長時間放置會出現顆粒沉積的現象，造成最終油相納米分散體產品穩定性的下降。

對此，研究者們近年來開始通過原位分散的方法制備油相納米分散體，嘗試在液相中完成納米顆粒的合成、改性和向油相中的遷移和分散，避免固液分離的操作。例如，中國專利CN107405594A中，先通過攪拌方法制備油包水乳液前體，而后通過加熱脫水、減壓脫水的方法破乳，得到油相納米分散體。又如中國專利CN105127439A，先將制備銀納米顆粒的反應物配制成水溶液或有機溶液，通過超重力強化的方式得到微乳液，在微乳液中完成銀納米顆粒的合成和改性，之后再將目標油相溶劑、醇類助溶劑加入微乳液中攪拌，促進改性銀納米顆粒向目標油相中的遷移和分散。不過，這些方法通常是一步加入反應液并混合，后續加入其他反應液容易形成新的液滴，與原液滴無法融合，很難實現需要多步反應、以及復合納米顆粒的合成和改性；另外，對混合強度要求較高的反應通常需要微乳液環境，此時反應液液滴的尺寸通常在10～100nm，后續破乳的能耗相對較高。

因此，目前亟需開發一種分散顆粒粒徑小、分散度高、穩定性好的油相納米分散體。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中制備油相納米分散體采用一步加入反應液并混合，后續加入其他反應液容易形成新的液滴，與原液滴無法融合，很難實現需要多步反應、以及復合納米顆粒的合成和改性的問題，提供一種新的油相納米分散體制備方法，通過該方法可獲得分散顆粒粒徑小、分散度高、分布均勻、穩定性好的油相納米分散體。

為此，本發明第一方面提供了一種油相納米分散體的制備方法，其包括：

步驟A，將反應物原料分別配制為水相反應液；

步驟B，將改性劑與步驟A中一種或多種水相反應液混合，獲得第一混合液，其中改性劑與一種或多種水相反應液不反應；

步驟C，將第一混合液與步驟A中未與改性劑混合的其他水相反應液混合，形成第二混合液，其中所述第二混合液包含納米顆粒和/或所述改性劑改性的納米顆粒；

步驟D，用油相溶劑將所述第二混合液進行剪切，以形成微液滴；

步驟F，對微液滴進行破乳，獲得油相納米分散體。