[发明专利]一种层状双金属氢氧化物及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于无机非金属材料制备技术领域，涉及一种基于双金属氢氧化物纳米片与水溶性长链脂肪酸盐自组装成具有疏水性能的氢氧化物及其制备方法，特别是一种层状双金属氢氧化物及其制备方法。 

背景技术：

层状双金属氢氧化物（又称类水滑石，简称LDHs）是一类阴离子型层状结构功能材料，其化学组成通式为：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n·yH₂O，其中M²⁺、M³⁺分别是位于层板上的二价、三价金属离子，A^n-代表层间阴离子，这类材料由于其独特的晶体结构和物化特性使其在离子交换、吸附、催化、光学材料、电学材料等许多领域展现出极为广阔的应用前景。近几年来，疏水表面引起了人们的普遍关注，但是，现有的防水涂料有的还对人体和环境有较大的危害，例如溶剂型防水涂料与聚氨酯防水涂料等，于是研究人员就积极寻找环境友好型的无机水性涂料，专利号为CN10104194A专利中，申请人采用原位合成技术，在表面经阳极氧化后的铝片上合成的层状双金属氢氧化物薄膜具有纳米/微米复合结构，在长链脂肪酸盐表面活性剂溶液中进行表面疏水处理后，具有优越的疏水性能，但其制备工艺复杂，重复性差，不宜大量生产。因此，寻求设计一种制备方法简单、重复性好、易于生产的具有疏水性能的类水滑石杂化物很有应用前景。 

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种具有疏水性能的层状双金属氢氧化物杂化物及其制备方法，利用微通道反应器制备出层状双金属氢氧化物（LDHs）纳米片，然后将其用长链脂肪酸盐进行表面疏水处理制得层状双金属氢氧化物杂化物，将其涂覆在基底表面上干燥后制得疏水表面。 

为了实现上述目的，本发明先采用微通道反应器制备层状双金属氢氧化物（LDHs）纳米片，再利用水溶性长链脂肪酸盐对其进行表面处理后得到水性涂料，然后将水性涂料涂覆在基底表面上得到超疏水涂层；具体工艺步骤为： 

（1）、将可溶性二价无机盐M²⁺Y和三价无机盐M³⁺Y溶解于去离子水中配制成金属离子总浓度为0.01-1mol/l的混合盐溶液；其中，可溶性二价无机盐M²⁺Y中的M²⁺为Mg²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺或Zn²⁺中的任何一种；三家无机盐M³⁺Y中的M³⁺为Al³⁺或Fe³⁺；Y为CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、F^-或Br^-中的任意一种； 

（2）、采用常规技术配制碱溶液，配制的碱溶液为3%-7%的稀氨水或0.1-0.5mol/l的氢氧化钠溶液； 

（3）、利用微通道反应器使盐溶液和碱溶液充分混合并反应得到层状双金属氢氧化物（LDHs）沉淀物，反应温度为25-80°C；微通道反应器为T形或Y形；微通道反应器中的微通道宽度为0.2-1mm，深度为0.2-1mm，长度为5-50mm； 

（4）、将制备好的层状双金属氢氧化物（LDHs）沉淀物用去离子水充分洗涤，然后于0.001-0.5mol/l的水溶性长链脂肪酸盐表面活性剂溶液中，在25-80°C温度下反应0.1-24小时后得到水性涂料；其中，水溶性长链脂肪酸盐的化学式为C_n-1H_2n-1COO^-M⁺，n=11-22，M⁺代表一价金属离子K⁺、Na⁺； 

（5）、将厚度为0.1-0.2mm玻璃片先用乙醇超声清洗5min，再用水超声清洗5min除去表面油污，再用去离子水清洗后备用；