本發(fā)明涉及無機(jī)材料改性技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種納米二氧化硅的表面改性方法。

背景技術(shù)：

納米二氧化硅在許多領(lǐng)域中具有廣泛用途，包括填充、增量、增稠和增強(qiáng)各種有機(jī)材料，例如塑料、樹脂、橡膠、油等。納米二氧化硅表面存在不飽和的鍵及各種各樣的羥基基團(tuán)，因而表面呈親水性，極性強(qiáng)、容易吸水相互連接成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而這種立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子間的作用力很強(qiáng)，所以使得二氧化硅粒子之間容易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，不易于在有機(jī)溶劑和橡膠基體中分散，且由于納米二氧化硅粒子小、比表面積大、表面能高，處于能量不穩(wěn)定的狀態(tài)，很容易聚集在一起而形成團(tuán)聚體，特別是在有機(jī)聚合物中極易團(tuán)聚，相容性差，因此納米二氧化硅需要對(duì)其進(jìn)行改性處理。

在如何提高納米材料在有機(jī)聚合物中的分散性能已經(jīng)做了很多相關(guān)研究。主要是在納米二氧化硅粒子表面引入官能團(tuán)，從而改善納米二氧化硅的分散性、耐候性和自清潔性。對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行改性處理的方法有如下幾種：一種方法是通過物理機(jī)械方法來打破分散團(tuán)聚的納米顆粒，比如通過超聲處理，但是此種方法效果極其有限，無機(jī)納米顆粒與有機(jī)聚合物之間的相互作用同無機(jī)納米顆粒之間的相互作用相比非常有限。另一種方法是化學(xué)鍵合接枝法，對(duì)納米顆粒表面進(jìn)行改性，增強(qiáng)納米顆粒與聚合物鏈之間的相互作用，減少納米顆粒之間的團(tuán)聚，促進(jìn)納米顆粒在聚合物基體中的分散，同時(shí)具有良好的光催化性能。但該種處理方法的工藝較復(fù)雜，控制過程困難，成本較高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)當(dāng)前納米二氧化硅改性存在的問題，提供一種工藝簡單、易于操作、成本低、改性后的納米二氧化硅分散性好、與有機(jī)物相容性好的表面改性方法。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種納米二氧化硅的表面改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米二氧化硅輸送至表面處理槽，然后加入乙撐基雙硬脂酰胺分散劑和乙醇，控制溫度在50-60℃，在轉(zhuǎn)速為100-300r/min攪拌10-20min，得納米二氧化硅分散液；

（2）將上述納米二氧化硅分散液加入超聲波發(fā)生器，再加入月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉復(fù)合改性劑，在溫度為50-60℃、頻率為50-60hz下超聲20-30min，得改性納米二氧化硅液；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過過濾，干燥，粉碎，過篩，即完成納米二氧化硅的改性。

進(jìn)一步地，所述乙撐基雙硬脂酰胺分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的0.5-1.5%。

進(jìn)一步地，所述納米二氧化硅分散液的質(zhì)量濃度為20-30%。

進(jìn)一步地，所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉的質(zhì)量比為2-4:1。

進(jìn)一步地，所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉復(fù)合改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.5-2.0%。

進(jìn)一步地，所述干燥是在溫度為80-100℃下干燥至納米二氧化硅的含水率為8-12%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1、本方法改性后的納米二氧化硅不僅分散性好、穩(wěn)定性好、與有機(jī)物的相容性好，還能提高二氧化硅的耐光性和耐候性。

2、本發(fā)明采用物理攪拌和超聲波方法來打破分散團(tuán)聚的納米顆粒，超聲波能產(chǎn)生空化作用，使液體處于高頻振蕩狀態(tài)；利用超聲波的作用可使納米二氧化硅粒子處于良好的分散狀態(tài)，減輕納米二氧化硅粒子間的團(tuán)聚現(xiàn)象，同時(shí)可以加速反應(yīng)物在微觀尺度的混合和反應(yīng)。

3、本方法工藝簡單、易于操作、成本低、生產(chǎn)效率高，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不限于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種納米二氧化硅的表面改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米二氧化硅輸送至表面處理槽，然后加入乙撐基雙硬脂酰胺分散劑和乙醇，控制溫度在50℃，在轉(zhuǎn)速為200r/min攪拌15min，得質(zhì)量濃度為30%的納米二氧化硅分散液；所述乙撐基雙硬脂酰胺分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.0%;

（2）將上述納米二氧化硅分散液加入超聲波發(fā)生器，再加入月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉復(fù)合改性劑，在溫度為50℃、頻率為60hz下超聲30min，得改性納米二氧化硅液；所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉的質(zhì)量比為3:1；復(fù)合改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.5%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過過濾，在溫度為100℃下干燥至納米二氧化硅的含水率為10%，粉碎，過篩，即完成納米二氧化硅的改性。

實(shí)施例2

一種納米二氧化硅的表面改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米二氧化硅輸送至表面處理槽，然后加入乙撐基雙硬脂酰胺分散劑和乙醇，控制溫度在55℃，在轉(zhuǎn)速為300r/min攪拌10min，得質(zhì)量濃度為25%的納米二氧化硅分散液；所述乙撐基雙硬脂酰胺分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的0.5%;

（2）將上述納米二氧化硅分散液加入超聲波發(fā)生器，再加入月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉復(fù)合改性劑，在溫度為55℃、頻率為50hz下超聲30min，得改性納米二氧化硅液；所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉的質(zhì)量比為2:1；復(fù)合改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的2.0%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過過濾，在溫度為80℃下干燥至納米二氧化硅的含水率為12%，粉碎，過篩，即完成納米二氧化硅的改性。

實(shí)施例3

一種納米二氧化硅的表面改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米二氧化硅輸送至表面處理槽，然后加入乙撐基雙硬脂酰胺分散劑和乙醇，控制溫度在60℃，在轉(zhuǎn)速為100r/min攪拌20min，得質(zhì)量濃度為20%的納米二氧化硅分散液；所述乙撐基雙硬脂酰胺分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.0%;

（2）將上述納米二氧化硅分散液加入超聲波發(fā)生器，再加入月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉復(fù)合改性劑，在溫度為60℃、頻率為60hz下超聲20min，得改性納米二氧化硅液；所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉的質(zhì)量比為4:1；復(fù)合改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.8%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過過濾，在溫度為80℃下干燥至納米二氧化硅的含水率為10%，粉碎，過篩，即完成納米二氧化硅的改性。

實(shí)施例4

一種納米二氧化硅的表面改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米二氧化硅輸送至表面處理槽，然后加入乙撐基雙硬脂酰胺分散劑和乙醇，控制溫度在60℃，在轉(zhuǎn)速為300r/min攪拌10min，得質(zhì)量濃度為25%的納米二氧化硅分散液；所述乙撐基雙硬脂酰胺分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.5%;

（2）將上述納米二氧化硅分散液加入超聲波發(fā)生器，再加入月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉復(fù)合改性劑，在溫度為60℃、頻率為50hz下超聲30min，得改性納米二氧化硅液；所述月桂醇聚醚硫酸酯鈉和硬質(zhì)酸鈉的質(zhì)量比為3:1；復(fù)合改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的2.0%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過過濾，在溫度為100℃下干燥至納米二氧化硅的含水率為8%，粉碎，過篩，即完成納米二氧化硅的改性。