[發(fā)明專利]氣相二氧化硅表面改性連續(xù)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010108155.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN111286215B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳春蕾;段先健;羅勇良;王躍林;王成剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州匯富研究院有限公司;湖北匯富納米材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C09C1/28
• 分類號(hào): C09C1/28;C09C3/04;C09C3/08;C09C3/10;B01J8/24;B01J8/18
• 代理公司: 廣州廣典知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44365
• 代理人: 萬志香

本發(fā)明涉及一種氣相二氧化硅表面改性連續(xù)工藝，所述工藝包括以下步驟：(1)細(xì)化和蓬松化：將氣相二氧化硅粉體原料經(jīng)細(xì)化和蓬松化裝置進(jìn)行細(xì)化和蓬松化，所述細(xì)化和蓬松化裝置的轉(zhuǎn)速為800～3000轉(zhuǎn)/分；(2)催化混合負(fù)載：催化劑經(jīng)催化混合負(fù)載裝置負(fù)載在步驟(1)所得的氣相二氧化硅粉體上；所述催化混合負(fù)載裝置的轉(zhuǎn)速為1500～3000轉(zhuǎn)/分；(3)表面改性；(4)粉體脫低；(5)尾氣除塵和尾氣吸收；(6)粉體冷卻。本發(fā)明所述氣相二氧化硅表面改性連續(xù)工藝可制備得到原料粉體表面改性均勻、疏水性能好的改性氣相法二氧化硅。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，特別涉及一種氣相二氧化硅表面改性連續(xù)工藝。

背景技術(shù)

氣相二氧化硅是通過氯硅烷在氫氣和氧氣火焰中進(jìn)行高溫水解縮合所合成，在氣相二氧化硅粒子形成的過程中，在二氧化硅表面殘留有大量的硅羥基(Si-OH)，硅羥基的存在，一方面可賦予氣相二氧化硅較高的表面活性，帶來一系列的特殊性能如補(bǔ)強(qiáng)、增稠和觸變等性能；但同時(shí)也帶來一些不利影響，比如導(dǎo)致氣相二氧化硅容易團(tuán)聚，分散困難、易吸潮等，對(duì)氣相二氧化硅的后續(xù)應(yīng)用影響非常大。因此通常需要對(duì)氣相二氧化硅進(jìn)行表面改性。

氣相二氧化硅粉體原料在很多工業(yè)領(lǐng)域都存在重要應(yīng)用，不同工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ψ垠w原料的特性有著不同的應(yīng)用需求，通常未經(jīng)過表面改性的粉體原料并不具備相應(yīng)的性能，因此需要采用表面改性對(duì)粉體原料性能加以改造，以滿足應(yīng)用領(lǐng)域生產(chǎn)需要。常用的表面改性技術(shù)包括物理包覆改性和表面化學(xué)改性，而采用機(jī)械混合的工藝，雖然操作簡單，過程方便，但是該混合方式存在改性不均勻、低分子去除困難以及尾氣采集困難的缺點(diǎn)；另外，從工藝是否連續(xù)角度，粉體原料的改性也分為間歇法和連續(xù)法。間歇法雖然操作簡單，但存在生產(chǎn)效率低下，批次間產(chǎn)品不一致的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種氣相二氧化硅表面改性連續(xù)工藝，可制備得到表面改性充分、疏水性能好的改性氣相二氧化硅。

具體技術(shù)方案如下：

一種氣相二氧化硅表面改性連續(xù)工藝，包括以下步驟：

(1)細(xì)化和蓬松化：將氣相二氧化硅粉體原料經(jīng)粉體細(xì)化和蓬松化裝置進(jìn)行細(xì)化和蓬松化，所述細(xì)化和蓬松化裝置的轉(zhuǎn)速為800～3000轉(zhuǎn)/分；

(2)催化混合負(fù)載：催化劑經(jīng)催化混合負(fù)載裝置負(fù)載在步驟(1)所得的氣相二氧化硅粉體上；所述催化混合負(fù)載裝置的轉(zhuǎn)速為1500～3000轉(zhuǎn)/分；

(3)表面改性：將負(fù)載催化劑的氣相二氧化硅粉體于150～300℃用改性劑進(jìn)行表面改性；

(4)粉體脫低：將改性后的氣相二氧化硅粉體于200～350℃脫除低分子，得脫低氣相二氧化硅粉體和尾氣；

(5)尾氣除塵和尾氣吸收；

(6)粉體冷卻：將步驟(4)所得的脫低氣相二氧化硅粉體冷卻；

步驟(2)所述催化劑為堿的水溶液或者酸的水溶液；步驟(3)所述改性劑為可汽化的氯硅烷、硅氮烷、低粘度羥基硅油、環(huán)硅氧烷、有機(jī)醇、有機(jī)酸、有機(jī)胺類的至少一種。

在其中一些實(shí)施例中，步驟(1)所述粉體細(xì)化和蓬松化裝置和步驟(2)所述催化混合負(fù)載裝置均包括兩個(gè)及以上的高速剪切分散裝置；

所述粉體細(xì)化和蓬松化裝置的第一個(gè)高速剪切分散裝置的轉(zhuǎn)速為1800～2200轉(zhuǎn)/分，第二個(gè)高速剪切分散裝置的轉(zhuǎn)速為2300～2700轉(zhuǎn)/分；

所述催化混合負(fù)載裝置的第一個(gè)高速剪切分散裝置的轉(zhuǎn)速為2300～2700轉(zhuǎn)/分，第二個(gè)高速剪切分散裝置的轉(zhuǎn)速為2800～3200轉(zhuǎn)/分。

在其中一些實(shí)施例中，步驟(2)中，所述催化劑選自質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18～22％的堿的水溶液或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8～12％的鹽酸水溶液。