[发明专利]在油溶性体系中可梯度分布的纳米SiO2的制备方法及纳米SiO2

说明书

本发明公开了在油溶性体系中可梯度分布的纳米SiO₂的制备方法及纳米SiO₂，涉及高分子材料合成领域，基于现有的带有低表面能的官能团的纳米SiO₂有沉淀于体系下方的趋势的问题而提出的，本发明包括以下步骤：将含有硅氧烷和低表面能官能团的化合物溶解在溶剂中，加入酸或碱，在搅拌状态下，将硅氧烷前驱体滴加到上述反应体系中制备纳米二氧化硅微球，本发明的有益效果在于：用本发明的制备方法获得的纳米SiO₂微球具有向表面迁移的倾向，制备过程中不同SiO₂粒子表面所含低表面能物质含量不同，其在油性体系中呈现出梯度分布的特性。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成领域，具体涉及一种在油溶性体系中可梯度分布的SiO₂的制备方法及纳米SiO₂。

背景技术

纳米二氧化硅(SiO₂)是一种来之大自然的精细化工产品，其粒径大约在几纳米到几百纳米之间。由于其高稳定性、优异的理化性能及大比表面积，使得SiO₂纳米粒子在补强、增稠、触变性方面有诸多应用。纳米二氧化硅用于涂料中可提高耐洗刷、耐划伤、耐候性、耐玷污性等性能。此外，其在塑料、橡胶、纤维和催化剂载体领域也有广泛的应用。

未改性的SiO₂纳米粒子一般是均匀分布在材料中，而对于粘度较小的体系，纳米二氧化硅还有沉淀于底部的趋势，另外未改性的纳米二氧化硅还具有团聚的可能，从而影响二氧化硅的应用。因此，需要进行化学改性而提高SiO₂纳米粒子的分散稳定性，为此我们提出对二氧化硅进行化学改性，使二氧化硅表面带有低表面能的官能团，这些低表面能的官能团赋予二氧化硅向体系表面迁移的能力，而由于二氧化硅自身的重量，二氧化硅有沉淀于体系下方的趋势。

发明内容

本发明所要解决的问题在于现有的带有低表面能的官能团的纳米二氧化硅有沉淀于体系下方的趋势。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

在油溶性体系中可梯度分布的纳米SiO₂的制备方法，包括以下步骤：

将含有硅氧烷和低表面能官能团的化合物溶解在溶剂中，加入酸或碱，在搅拌状态下，将硅氧烷前驱体滴加到上述反应体系中制备纳米二氧化硅微球。

优选的，所述含有硅氧烷和低表面能官能团的化合物具有如下结构通式：

其中，-R₁为-CH₃或-CH₂-CH₃；-R₂为-NHCOOR₃、R₃COO-、-N(R₄)CH₂R₃或-C(OH)N(R₄)CH₂CH₂R₃；上述结构通式中n＝1-5，R₃为碳原子数为6-10的含氟烷烃，R₄为碳原子数为9-17的直链烷烃或碳原子数为6-10的含氟烷烃。

优选的，所述硅氧烷前驱体为四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷。

优选的，将硅氧烷前驱体逐滴滴加到上述反应体系中，其中滴加速度为每10g含硅氧烷和低表面能官能团的化合物每小时滴加硅氧烷前驱体10-30g。

优选的，所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种混合溶剂，或为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、1,6-己二醇双丙烯酸、水、环己烷、甲苯中的一种。

优选的，所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、对甲苯磺酸、甲酸、乙酸、苹果酸、丁二酸中的一种。