專利名稱：一種經漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種經漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅的制備方法，屬于納米材料 技術領域。
背景技術：
納米SiO2是一種無污染、無毒的無機非金屬材料，因其粒徑小、比表面積大及表 面羥基具有反應活性，且具有高強度、高剛性、能吸收紫外線等特點，從而以優(yōu)越的穩(wěn)定性、 補強性、增稠性和觸變性在有機高分子材料，如橡膠、塑料、黏合劑、涂料等領域得到廣泛應 用。在有機高分子材料中，要充分發(fā)揮納米二氧化硅的性能，必須保持納米二氧化硅粒徑的 均一性和分散的均勻性，存在兩個關鍵性問題一是相容性問題，即無機相與有機相的界面 相互作用；二是分散問題，即納米二氧化硅在聚合物基體中均一性和分布性。納米SiO2表面 能大、易于團聚，而限制納米效應的充分發(fā)揮，在有機相中難以浸潤和分散，將納米SiO2進 行表面改性是一種有效的方法，改變納米SiO2表面的理化性質，提高其與有機分子的相容 性和結合力。將納米二氧化硅表面改性的方法主要有，利用兩組分之間范德華力、氫鍵相互 作用的物理吸附、包覆改性，及利用表面改性劑與粒子表面一些基團發(fā)生化學反應的化學 改性。化學改性通過改性劑與納米二氧化硅之間的共價鍵作用，可使SiO2表面帶有特定化 學活性的有機基團，從而改善SiO2S子在有機溶劑及聚合物基體中的相容性。但是，目前 所采用的改性劑以硅烷偶聯劑為主，其價格高。所以需要開發(fā)一種效果好、來源廣、價格低 的表面改性劑。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對已有技術的不足，提出了一種經漆酚對納米二氧化硅進行表面修飾的 納米二氧化硅制備方法，實施過程包括1將硅酸酯、無水乙醇、蒸餾水預先混合成混合液，升溫至60°C 80°C，在400 800轉/分的攪拌速率下往混合液中滴加無機酸或堿溶液，繼續(xù)攪拌，恒溫反應2 8小時， 獲得二氧化硅溶膠，其中硅酸酯1蒸餾水1. 5 2無水乙醇4 5. 2無機酸0. 01堿溶液0. 6上述比值為摩爾量比。2、將含有漆酚的無水乙醇溶液滴入40 80°C氧化硅溶膠中，并同時以400 1400轉/分的速率攪拌，恒溫反應0. 5 3h，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液；無 水乙醇溶液中漆酚重量比占5% 15%，納米二氧化硅分散液中硅酸酯與漆酚的摩爾量比 為 1 0. 01 0. 1。
3、分散液在6000 12000轉/分的轉速下離心分離得改性納米二氧化硅，并另取 無水乙醇洗滌三遍，離心沉淀，移去上清液，沉淀物經60 80°C真空干燥6 8h，獲得漆酚 表面修飾的納米二氧化硅。所述的硅酸酯是指正硅酸四乙酯或硅酸鈉。所述的無機酸是指硝酸、鹽酸、硫酸或磷酸。所述的堿溶液是指濃氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.與常用的硅烷偶聯劑相比，漆酚是天然可再生資源，價格低廉。2.可以方便地制備漆酚表面修飾的納米二氧化硅。3.該改性納米二氧化硅粒子，漆酚羥基通過共價鍵相互作用，在二氧化硅表面含 大量長碳鏈，并存在著可聚合的碳碳雙鍵，能與多數聚合物交聯及共混。


圖1為漆酚表面修飾納米二氧化硅的紅外光譜圖。圖2為漆酚表面修飾納米二氧化硅的的熱重譜圖。
具體實施例方式實施例1在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯、1. 32克蒸餾水和10. 00克無水乙醇， 預先混合成混合液，升溫至60°C，在400轉/分的攪拌速率往其中滴加0. 05克37%的鹽酸 水溶液，恒溫反應8h。將混合液降溫至40°C，在600轉/分的攪拌速率下，滴入5%漆酚的無水乙醇溶液 31. 40克，滴畢，恒溫反應3h，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。所得分散液在8000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥6h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例2在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯、1. 32克蒸餾水和9. 50克無水乙醇， 預先混合成混合液，升溫至60°C，在400轉/分的攪拌速率往其中滴加0. 05克37%的鹽酸 水溶液，恒溫反應8h。將混合液降溫至40°C，在600轉/分的攪拌速率下，滴入10%漆酚的無水乙醇溶 液15. 70克，滴畢，恒溫反應3h，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。所得分散液在6000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥6h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例3在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯、1.32克蒸餾水和11. 50克無水乙醇， 預先混合成混合液，升溫至60°C，在400轉/分的攪拌速率往其中滴加0. 05克37%的鹽酸 水溶液，恒溫反應8h。將混合液升溫至80°C，在1400轉/分的攪拌速率下，滴入15%漆酚的無水乙醇溶 液10. 47克，滴畢，恒溫反應30min，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。
所得分散液在12000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥5h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例4在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯、1. 33克蒸餾水和10. 00克無水乙醇， 預先混合成混合液，升溫至60°C，在400轉/分的攪拌速率往其中滴加0. 05克63%的硝酸 水溶液，恒溫反應8h;將混合液降溫至40°C，在600轉/分的攪拌速率下，滴入5%漆酚的無水乙醇溶液 3. 14克，滴畢，恒溫反應3h，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。所得分散液在8000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥6h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例5在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯、1. 33克蒸餾水和10. 00克無水乙醇， 預先混合成混合液，升溫至60°C，在400轉/分的攪拌速率往其中滴加0. 05克63%的硝酸 水溶液，恒溫反應8h;將混合液降溫至40°C，在600轉/分的攪拌速率下，滴入10%漆酚的無水乙醇溶 液1. 57克，滴畢，恒溫反應3h，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。所得分散液在8000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥6h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例6在一三口瓶內加入計算量10. 41克的正硅酸四乙酯、1. 33克蒸餾水和10. 00克無 水乙醇，預先混合成混合液，升溫至60°C，在400轉/分的攪拌速率往其中滴加0. 05克63% 的硝酸水溶液，恒溫反應8h ；將混合液升溫至80°C，在1400轉/分的攪拌速率下，滴入15%漆酚的無水乙醇溶 液1. 05克，滴畢，恒溫反應30min，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。所得分散液在8000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥6h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例7在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯、0. 89克蒸餾水和11. 00克無水乙醇， 預先混合成混合液，升溫至80°C，在800轉/分的攪拌速率往其中滴加1. 42克36%的濃氨 水，恒溫反應2h ；將混合液降溫至40°C，在600轉/分的攪拌速率下，滴入5%漆酚的無水乙醇溶液 3. 14克，滴畢，恒溫反應3h，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。所得分散液在8000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于60°C真空干燥箱干燥8h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例8在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯、0. 89克蒸餾水和10. 00克無水乙醇， 預先混合成混合液，升溫至80°C，在800轉/分的攪拌速率往其中滴加1. 42克36%的濃氨 水，恒溫反應8h ；將混合液升溫至70°C，在1400轉/分的攪拌速率下，滴入15%漆酚的無水乙醇溶
5液10. 47克(或用毫升表示)，滴畢，恒溫反應30min，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分 散液。所得分散液在8000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥6h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例9在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯和10. 00克無水乙醇，預先混合成混 合液，升溫至80°C，在800轉/分的攪拌速率往其中滴加3. 00克40%的氫氧化鈉水溶液， 恒溫反應8h ；將混合液降溫至50°C，在1400轉/分的攪拌速率下，滴入5%漆酚的無水乙醇溶 液31. 40克，滴畢，恒溫反應30min，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。所得分散液在8000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥6h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。實施例10在一三口瓶內加入10. 41克的正硅酸四乙酯和10. 00克無水乙醇，預先混合成混 合液，升溫至80°C，在800轉/分的攪拌速率往其中滴加3. 00克40%的氫氧化鈉水溶液， 恒溫反應8h ；將混合液降溫至50°C，在1400轉/分的攪拌速率下，滴入15%漆酚的無水乙醇溶 液1. 05克，滴畢，恒溫反應30min，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液。所得分散液在8000轉/分的轉速下離心分離，沉淀物經無水乙醇洗滌三次后，置 于80°C真空干燥箱干燥6h，即得漆酚表面修飾納米二氧化硅。
權利要求
一種利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征是1)將硅酸酯、無水乙醇、蒸餾水預先混合成混合液，再滴加無機酸或堿溶液，獲得二氧化硅溶膠；2)將含有漆酚的無水乙醇溶液滴入二氧化硅溶膠中，恒溫反應，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液；3)離心分離分散液得改性納米二氧化硅，洗滌三遍，離心沉淀，真空干燥，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅；上述反應物按照摩爾量比值，硅酸酯為1，蒸餾水為1.5～2，無水乙醇為4～5.2，無機酸為0.01，堿溶液為0.6。
2.根據權利要求1所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征是 混合成滴加無機酸或堿溶液前，混合液先升溫至60°C 80°C，滴加是在400 800轉/分 的攪拌速率下進行的。
3.根據權利要求1、3所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征 是滴加無機酸或堿溶液后繼續(xù)攪拌，恒溫反應2 8小時。
4.根據權利要求1所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征是 含有漆酚的無水乙醇溶液滴入二氧化硅溶膠時，滴加是在400 1400轉/分的攪拌速率下 進行的，二氧化硅溶膠溫度為40 80°C，滴入后保持恒溫反應0. 5 3h。
5.根據權利要求1、5所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征 是含有漆酚的無水乙醇溶液中漆酚重量比占5% 15%，納米二氧化硅分散液中硅酸酯與 漆酚的摩爾量比為1 0.01-0.1。
6.根據權利要求1所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征是 所述的硅酸酯是指正硅酸四乙酯或硅酸鈉。
7.根據權利要求1所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征是 所述的無機酸是指硝酸、鹽酸、硫酸或磷酸。
8.根據權利要求1所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征是 所述的堿溶液是指濃氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
9.根據權利要求1所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征是 所述的漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液的離心分離是在6000 12000轉/分的轉速 下進行的。
10.根據權利要求1所述的利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅制備方法，其特征 是所述的真空干燥溫度為60 80°C，干燥時間6 8h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用漆酚進行表面修飾的納米二氧化硅的制備方法，其特征是將硅酸酯、無水乙醇、蒸餾水預先混合成混合液滴加無機酸或堿溶液，獲得二氧化硅溶膠；將含有漆酚的無水乙醇溶液滴入二氧化硅溶膠中，恒溫反應，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅分散液；離心分離分散液得改性納米二氧化硅，洗滌三遍，離心沉淀，真空干燥，獲得漆酚表面修飾的納米二氧化硅。本發(fā)明工藝簡單、生產成本低、適用于工業(yè)化生產。本發(fā)明應用于納米材料領域。
文檔編號C01B33/12GK101891205SQ201010213008
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權日2010年6月30日
發(fā)明者夏建榮, 徐艷蓮, 林金火 申請人:福建師范大學