[发明专利]利用等电点对层状复合金属氢氧化物进行原位改性的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用等电点对层状复合金属氢氧化物进行原位表面有机化改性的方法。

背景技术：

一般无机粉体在使用过程中，尤其在作为功能助剂材料添加到高分子材料等有机体系中时，通常需要对其进行表面有机化改性，以增加其与有机基体的相容性，使其达到良好的分散效果，发挥良好的作用效果。

目前，国内外对无机粉体的表面改性一般均采用干法表面处理，通常是将无机粉体加入高速混合机，在高速搅拌下加入有机改性剂，加温并充分搅拌完成。这种方法存在生产工艺复杂、表面处理不均匀且易发生团聚等问题。文献[硅烷偶联剂用于非金属粉体表面改性的机理及应用中应注意的问题，中国粉体工业，2006(4)：12-14]对此进行了较详细的描述。

层状复合金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简称LDHs)，又叫水滑石，是一种典型的阴离子型层状材料，其化学组成式为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]A^n-_x/n·mH₂O，其中M²⁺、M³⁺分别代表二价和三价金属阳离子，A^n-是层间阴离子，x为M³⁺离子的摩尔分数，m为结晶水的数量。LDHs主体层板的元素种类及组成比例、层间客体的种类及数量可以根据需要在较宽范围内调变，从而获得一系列具有特殊结构和性能的材料。LDHs组成和结构的可调变性以及由此所导致的多功能性，使其成为一类极具研究潜力和应用前景的新型材料，作为无卤高抑烟阻燃剂、无毒热稳定剂、选择性红外吸收材料以及紫外阻隔材料等功能助剂广泛应用于阻燃、树脂加工、农膜等领域。

发明专利ZL99119386.5中提供了一种对LDHs进行湿法改性的技术，该技术是在LDHs制备过程中在其洗涤好的浆液中加入有机改性剂，于一定温度下反应15～60分钟，然后再进行过滤、干燥，达到表面有机化改性的目的。由于该方法是在干燥前改性，克服了先干燥后改性过程中粒子易发生团聚的问题，实现了粉体制备与改性的一体化，为LDHs的应用打下了良好的产品基础。但是，由于改性是在洗涤后完成，仍然需要耗费大量的洗涤用水，尤其是对于较难洗涤的产品，生产用水量巨大，使生产成本大大增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用等电点对层状复合金属氢氧化物进行表面原位改性的技术。

利用等电点对层状复合金属氢氧化物进行表面原位改性的具体操作步骤如下：

A.将可溶二价金属盐和可溶三价金属盐按摩尔比为M²⁺/M³⁺＝2～4溶于去离子水中配成混合盐溶液，其中[M²⁺]＝0.1～2.0mol/L；按n(NaOH)/[n(M²⁺)+n(M³⁺)]＝1.8～2.5的摩尔比例，将NaOH溶于去离子水中配成相同体积的碱溶液；将两种溶液同时加入全返混液膜反应器中快速成核，将得到的浆液回流晶化5-6小时，得到层状复合金属氢氧化物LDHs浆液；其中LDHs的质量百分含量是0.5～20％，pH值大于10；全返混液膜反应器见发明专利ZL00132145.5

所述的层状复合金属氢氧化物LDHs的化学通式是：

[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/2·yH₂O，

其中，M²⁺代表二价金属阳离子Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺或Cd²⁺中的一种或两种，较佳的是Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺中的一种或两种；