[发明专利]一种溶剂型纳米二氧化硅浓缩浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米技术，具体为一种溶剂型纳米二氧化硅浓缩浆及其制备方法。

背景技术

纳米二氧化硅是重要的超微细材料，其具有高的硬度、热力稳定性、高的比表面积，在众多领域具有许多常规材料不具备的特性，从而广泛用于多种领域。主要用于：(1)涂料领域，利用纳米二氧化硅的特殊的光学性能，提高涂料抗紫外老化和热老化的性能，同时增加了涂料的隔热性，也可以利用纳米二氧化硅的三维空间网络结构，提高涂料的耐腐蚀性能和硬度；(2)粘结剂和密封胶领域，将纳米二氧化硅添加到密封胶中能很快形成一种网络结构，抑制胶体流动，同化速率加快，提高粘接效果，同时由于颗粒细小，更增加了胶的密封性；(3)纺织领域，纳米二氧化硅用于制备防紫外、远红外、抗菌消臭和抗老化人造纤维材料；(4)杀菌领域，二氧化硅可吸附抗菌离子，达到杀菌抗菌的目的；(5)橡胶改性，通过控制氧化硅尺寸，制备抗紫外辐射的橡胶、红外反射橡胶、高绝缘橡胶等；(6)油墨领域，纳米二氧化硅可用于油墨中作为分散剂和流量控制剂；(7)其他领域，如提高人造牙齿硬度，提高纸张表面涂层耐磨性，增强化妆品的抗紫外能力等。总之，纳米二氧化硅由于其在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。

纳米二氧化硅由于其粒径小，比表面积大，粒子间容易相互吸附而造成团聚。如果将团聚的纳米二氧化硅直接添加使用，则会使之失去纳米效应而不能发挥其作为功能纳米材料的作用。所以，纳米二氧化硅的分散稳定就显得尤为重要，实践中将其制备为纳米浓缩浆便于其运输和使用。另外，纳米二氧化硅在一些场合下使用，需要疏水的效果，如用在制备涂料、橡胶和油墨等。然而，无论是干法制备的纳米二氧化硅，还是湿法制备的纳米二氧化硅，其表面皆因带有一定数量的羟基倾向于亲水性。因而，若将二氧化硅表面进行表面预处理，是其由亲水型转变为疏水型，则易于在油性的基质中使用。

针对纳米二氧化硅的表面疏水改性和纳米浆的制备。中国专利96104564.7报道了利用表面接枝聚硅氧烷的方法制备疏水型纳米二氧化硅，但工艺比较复杂。另一个中国专利CN101205423A报道了用聚甲基含氢硅氧烷制备疏水型纳米二氧化硅，虽其工艺相对简单，但其硅氧烷原料消耗量较大。针对纳米浆的制备，中国专利CN100422079C报道了一种水性纳米氧化硅浓缩浆及其制备方法，但关于溶剂型纳米二氧化硅浓缩浆的报道，却很少见报道。因此，制备固含量高、工艺简单、稳定性好的高疏水性纳米二氧化硅和其相应的溶剂型浓缩浆具有重要的实际应用意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶剂型纳米二氧化硅浓缩浆及其制备方法，解决现有技术中存在的硅氧烷原料消耗较大、工艺复杂等问题，浓缩浆分散性好、贮存稳定、固含量高、粘度低。

本发明的技术方案是：

一种溶剂型纳米二氧化硅浓缩浆，按质量百分比计，该浓缩浆由氟硅烷改性纳米SiO₂ 10％～30％、分散剂20％～50％和余量的溶剂组成。

所述的氟硅烷改性纳米SiO₂为纳米SiO₂表面接枝氟硅烷，纳米SiO₂平均粒径在100nm以下，其中氟硅烷∶纳米SiO₂质量比为0.05～0.3∶1。

所述的氟硅烷是指十七氟癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、(N-全氟辛基磺酰基)-氨丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷、三氟丙基三乙氧基硅烷之一。

所述的分散剂取自聚烯烃系、聚烯烃盐系、聚羧酸系、聚羧酸盐系、聚丙烯酸系、聚丙烯酸盐系、聚酯系、聚酯盐系、聚酰胺系、聚酰胺盐系、聚氨酯系、聚氨酯盐系、聚醚系、聚醚盐系、聚酐系、聚硅氧烷系、聚氧乙烯系、聚氧丙烯系、马来酸系、马来酸酐系的一种或两种以上复配。