[发明专利]一种硅沉积改性的纳米氧化锌无机粉体材料

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种硅沉积改性的纳米氧化锌无机粉体材料。

背景技术

纳米氧化锌是一种性能优异的无机紫外线屏蔽剂，广泛应用于防晒化妆品、纳米功能纺织品、功能塑料以及涂料等领域。然而，纳米氧化锌是一种无机氧化物，其尺寸小、表面能高、与有机成分很难相容，极易产生严重的团聚现象。另外，由于纳米氧化锌的比表面积大，锌离子极易溶出，大量锌离子的存在，如果体系含有脂肪酸及其盐，还会与锌离子反应生成脂肪酸锌，使得纳米氧化锌的使用效果变差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的纳米氧化锌材料易团聚的缺陷而提供一种硅沉积改性的纳米氧化锌无机粉体材料，该纳米氧化锌材料具有优良的分散性和稳定性。

实现本发明目的采用的技术方案为：一种硅沉积改性的纳米氧化锌无机粉体材料，该纳米氧化锌表面包覆有二氧化硅，其包覆步骤如下：

1）将纳米氧化锌浸渍于甲基硅油的正己烷溶剂中，搅拌均匀，制得混合液；

2）将步骤1）制得的混合液进行蒸干，并放于烘箱中进行干燥，制得沉积甲基硅油的纳米氧化锌；

3）将步骤2）制得的沉积甲基硅油的纳米氧化锌置于马弗炉中，进行高温焙烧，使甲基硅油转化成二氧化硅。

优选地，所述的高温焙烧条件为：在富氧条件下，以5℃/min的速率升温至500℃，保持3h。

进一步优选地，步骤1）中所述的纳米氧化锌与甲基硅油的质量比为（0.5～1）：1，所述的甲基硅油与正己烷溶剂的质量体积比为1g：5mL，所述的甲基硅油的质量分数为10%～30%。

更优选地，步骤2）中所述的蒸干步骤是在60～90℃的水浴温度下进行的。

本发明的优点在于：1、本发明制得的纳米氧化锌，其表面进行硅沉积改性，抑制了锌离子的溶出，提高了纳米氧化锌的分散性；2、本发明通过实验对比，得到了较优的高温焙烧条件，所制得的纳米氧化锌的锌离子溶出浓度低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地描述。

实施例1

1）将5g质量分数为20%的甲基硅油溶于20mL的正己烷溶剂中，然后加入4克纳米氧化锌，搅拌均匀，制得混合液；

2）将步骤1）制得的混合液在水浴温度75℃下进行蒸干，并放于烘箱中进行干燥，制得沉积甲基硅油的纳米氧化锌；

3）将步骤2）制得的沉积甲基硅油的纳米氧化锌置于马弗炉中，在富氧条件下，以5℃/min的速率升温至500℃，保持3h，使甲基硅油转化成二氧化硅，即制得表面硅沉积改性的纳米氧化锌。

实施例2

1）将5g质量分数为10%的甲基硅油溶于25mL的正己烷溶剂中，然后加入5克纳米氧化锌，搅拌均匀，制得混合液；

2）将步骤1）制得的混合液在水浴温度90℃下进行蒸干，并放于烘箱中进行干燥，制得沉积甲基硅油的纳米氧化锌；

3）将步骤2）制得的沉积甲基硅油的纳米氧化锌置于马弗炉中，在富氧条件下，以5℃/min的速率升温至500℃，保持3h，使甲基硅油转化成二氧化硅，即制得表面硅沉积改性的纳米氧化锌。

实施例3

1）将5g质量分数为30%的甲基硅油溶于12.5mL的正己烷溶剂中，然后加入2.5克纳米氧化锌，搅拌均匀，制得混合液；

2）将步骤1）制得的混合液在水浴温度60℃下进行蒸干，并放于烘箱中进行干燥，制得沉积甲基硅油的纳米氧化锌；

3）将步骤2）制得的沉积甲基硅油的纳米氧化锌置于马弗炉中，在富氧条件下，以5℃/min的速率升温至500℃，保持3h，使甲基硅油转化成二氧化硅，即制得表面硅沉积改性的纳米氧化锌。

实施例4～8

实施例4以实施例1作为参考，改变高温焙烧条件制备改性纳米氧化锌，具体见表1。

表1

纳米氧化锌的锌离子溶出实验：

将纳米氧化锌分别加入去离子水、质量百分含量为3%的氨水溶液、质量百分含量为0.01%的硝酸溶液中，配制成固含量为5%悬浮液，在35℃下搅拌2小时，经离心分离，测量清液中的锌离子浓度，测量结果见表2。

表2

从表2中可以看出，通过本发明所述的改性处理，纳米氧化锌的锌离子溶出浓度明显降低。特别地，在焙烧温度500℃、焙烧3小时的条件下，纳米氧化锌的锌离子溶出浓度最小。

为了进一步提高覆盖效果，本发明对各实施例可进行二次或二次以上硅沉积。