本發(fā)明涉及無機材料改性技術領域，具體是一種表面處理納米二氧化硅的方法。

背景技術：

納米二氧化硅在許多領域中具有廣泛用途，包括填充、增量、增稠和增強各種有機材料，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，因而表面呈親水性，極性強、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，所以使得二氧化硅粒子之間容易產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，不易于在有機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聚體，特別是在有機聚合物中極易團聚，相容性差，因此納米二氧化硅需要對其進行改性處理。

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

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對當前納米二氧化硅表面處理存在的問題，提供一種工藝簡單、易于操作、成本低、處理后的納米二氧化硅分散性好、與有機物相容性好的處理方法。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種表面處理納米二氧化硅的方法，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peg-40分散劑和乙醇，控制溫度在60-80℃，在轉(zhuǎn)速為100-300r/min攪拌20-30min，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，再加入蓖麻油酸酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉復合改性劑，在溫度為60-80℃、頻率為60-80khz下超聲20-40min，得改性納米二氧化硅液；

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

進一步地，所述peg-40分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的1-2%。

進一步地，所述納米二氧化硅分散液的質(zhì)量濃度為15-20%。

進一步地，所述蓖麻油酸脂硫酸鈉為蓖麻油酸甲酯硫酸鈉、蓖麻油酸乙酯硫酸鈉、蓖麻油酸丁酯硫酸鈉中的一種。

進一步地，所述蓖麻油酸酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為2-4:1。

進一步地，所述甜菜堿和聚丙烯酸鈉復合改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的1.5-3%。

進一步地，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)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

1、本方法表面處理后的納米二氧化硅不僅分散性好、穩(wěn)定性好、與有機物的相容性好，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聚現(xiàn)象，同時可以加速反應物在微觀尺度的混合和反應。

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

具體實施方式

下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但不限于本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

一種表面處理納米二氧化硅的方法，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peg-40分散劑和乙醇，控制溫度在60℃，在轉(zhuǎn)速為300r/min攪拌30min，得質(zhì)量濃度為20%的納米二氧化硅分散液；所述peg-40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，再加入蓖麻油酸甲酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉復合改性劑，在溫度為60℃、頻率為60khz下超聲40min，得改性納米二氧化硅液；所述蓖麻油酸甲酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為3:1，改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的2%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過濾，在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。

實施例2

一種表面處理納米二氧化硅的方法，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peg-40分散劑和乙醇，控制溫度在70℃，在轉(zhuǎn)速為150r/min攪拌25min，得質(zhì)量濃度為18%的納米二氧化硅分散液；所述peg-40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，再加入蓖麻油酸乙酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉復合改性劑，在溫度為70℃、頻率為70khz下超聲30min，得改性納米二氧化硅液；所述蓖麻油酸乙酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為4:1，改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的2.5%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過濾，在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。

實施例3

一種表面處理納米二氧化硅的方法，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peg-40分散劑和乙醇，控制溫度在80℃，在轉(zhuǎn)速為100r/min攪拌30min，得質(zhì)量濃度為15%的納米二氧化硅分散液；所述peg-40分散劑的加入量為納米二氧化硅重量的2.0%

（2）將上述納米二氧化硅分散液加入超聲波發(fā)生器，再加入蓖麻油酸丁酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉復合改性劑，在溫度為80℃、頻率為80khz下超聲20min，得改性納米二氧化硅液；所述蓖麻油酸丁酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為3:1，改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的3.0%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過濾，在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。

實施例4

一種表面處理納米二氧化硅的方法，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peg-40分散劑和乙醇，控制溫度在60℃，在轉(zhuǎn)速為300r/min攪拌20min，得質(zhì)量濃度為20%的納米二氧化硅分散液；所述peg-40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，再加入蓖麻油酸乙酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉復合改性劑，在溫度為60℃、頻率為60khz下超聲30min，得改性納米二氧化硅液；所述蓖麻油酸乙酯硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為3:1，改性劑的加入量為納米二氧化硅重量的3.0%；

（3）再將改性納米二氧化硅液經(jīng)過濾，在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。