[发明专利]空心玻璃微珠表面憎水防潮的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非金属材料的表面改性技术，具体涉及一种用壳聚糖溶液对空心玻璃微珠进行表面包覆憎水改性的方法。

背景技术

空心玻璃微珠最早出现于20世纪50年代，由于具有导热系数低、结构中空、密度小、绝缘性能好、抗压强度大、化学稳定性好、耐磨性能优良等诸多优点，以及空心玻璃微珠提取工艺和批量化生产工艺的成熟，自上世纪70年代以来，空心玻璃微珠已被广泛应用在石油化工、涂料工业、建筑材料、乳化炸药、防火材料等技术领域，所以说，空心玻璃微珠在现代社会中起着越来越重要的作用。然而，国内生产的空心玻璃微珠与国外生产的空心玻璃微珠相比还存在很大差距，国产空心玻璃微珠暴露在空气中容易吸潮而板结，严重影响了流动性能，以至于会影响其作为填充材料应用在其他领域的性能，而国外生产的空心玻璃微珠长期暴露于空气中也能很好的保持干燥性。因此，有必要对国产空心玻璃微珠进行表面憎水改性。

对空心玻璃微珠进行表面憎水改性，最基本且最简单的方法就是在空心玻璃微珠表面包覆体一层憎水薄膜。但是，关于空心玻璃微珠表面憎水改性的研究到目前还较少。中国专利CN101284712A中公开了一种空心玻璃微珠表面憎水改性的方法，即在空心玻璃微珠的表面均匀的包覆一层内功能膜和一层外功能膜，内层功能膜为能与空心玻璃微珠和外层功能膜具有较好结合力的有机硅材料，外层功能膜为具有憎水性能的有机硅材料，生产工艺是将空心玻璃微珠先加热到100~300℃，再分别将内层和外层功能膜有机硅材料溶液喷洒在空心玻璃微珠表面，待膜层干燥后即可制得表面憎水的空心玻璃微珠，但该工艺还不成熟，成本较高，需在高温下进行，难以实现工业化。因此，对空心玻璃微珠进行表面憎水改性的研究与技术推广亟待展开。

壳聚糖经甲壳素脱已酰而成，是仅次于纤维素的第二大天然多糖，不溶于水和碱性溶液，但可溶于大多数稀酸溶液中。壳聚糖分布广泛，具有无毒、无味以及良好的生物降解性、抗菌性、可再生性和成膜性等优点，目前已被广泛应用于食品、医药、纺织、化妆品、污水处理、金属表面处理等领域。由文献可知高分子量的壳聚糖溶液具有一定的憎水性能，因此，可以尝试用壳聚糖对空心玻璃微珠进行表面改性，以达到憎水效果。

发明内容

本发明的目的在于改善空心玻璃微珠表面易吸潮板结和克服现有空心玻璃微珠表面憎水改性存在的不足等问题，提供一种生产工艺简单、憎水效果好的空心玻璃微珠表面改性方法，以及制备这种表面憎水空心玻璃微珠的具体实施方法。

为实现本发明的上述目的，本发明空心玻璃微珠的表面憎水防潮改性方法采用以下技术方案。

本发明空心玻璃微珠的表面憎水防潮的改性方法，包含空心玻璃微珠表面清洗，镀膜液的配制及空心玻璃微珠经过镀膜液镀膜改性、改性后产品的干燥、烘干工序，所述空心玻璃微珠与镀膜液的质量比为3~4:100；所述镀膜液包括以下组分，镀膜液总量按100份计算的各组分质量份数为：

    （1）壳聚糖：           0.5~1.0份；

    （2）冰醋酸：           1份；

    （3）无水乙醇：         8~12份；

    （4）三甲氧基氯硅烷：   3~4份；

（5）去离子水：         83.5~86份。

所述的壳聚糖要溶解在1%的醋酸溶液中。由于壳聚糖不溶于水、有机溶剂和碱性溶液中，而能溶于稀酸性溶液中，故将壳聚糖溶解于1%的冰醋酸溶液中。

所述的壳聚糖在镀膜液中的浓度为0.5%~1.0%。由于壳聚糖溶液具有一定的粘度，当浓度太低时粘度也较小，包覆效果不好；而当浓度高时粘度会太大，磁力搅拌会受到影响，且对空心玻璃微珠改性后难以进行抽滤。

采用的三甲氧基氯硅烷无水乙醇溶液作为低表面能修饰剂。由于三甲氧基氯硅烷极易水解，因此需溶解在有机溶剂中，但壳聚糖为水体系，故将三甲氧基氯硅烷溶解在可与水互溶的无水乙醇中。

所述的空心玻璃微珠由市场采购，优选中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司生产高性能空心玻璃微珠，型号为H60，粒径为30~50μm。

为除去空心玻璃微珠的表面油污，在空心玻璃微珠经镀膜液镀膜改性前，还将空心玻璃微珠分别置于稀盐酸溶液、无水乙醇中清洗，抽滤时用去离子水多次洗涤，以除去空心玻璃微珠表面的油污其它污染物，烘干备用。为防止再次污染，尽量缩短从清洗到改性的时间。

本发明的具体制备工艺如下：

（1）空心玻璃微珠的清洗