[发明专利]一种硅烷季铵盐改性纳米二氧化硅的制备方法

说明书

本发明公开了一种硅烷季铵盐改性纳米二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：步骤1：取一定量的二氧化硅颗粒、硅烷季铵盐溶剂、酸催化剂和分散剂分别置于不同的洁净容器中；步骤2：将分散剂和二氧化硅颗粒分别倒入搅拌容器内，利用搅拌机进行搅拌；步骤3：将硅烷季铵盐溶剂和酸催化剂倒入装有二氧化硅分散液的容器中进行混合反应；步骤4：将混合液进行离心、洗涤和干燥，然后研磨、筛分获得改性纳米二氧化硅颗粒。本发明能够提高改性纳米二氧化硅的制备效率，在改性纳米二氧化硅的制备过程中，能够提高改性纳米二氧化硅的制备速度，并且在制备过程中能够避免造成原材料的浪费，是一种更加优异的硅烷季铵盐改性纳米二氧化硅的制备方法。

技术领域

本发明涉及改性纳米二氧化硅领域，特别涉及一种硅烷季铵盐改性纳米二氧化硅的制备方法。

背景技术

纳米二氧化硅是极具工业应用前景的纳米材料，它的应用领域十分广泛，几乎涉及到原所有应用二氧化硅粉体的行业。纳米二氧化硅的粒径小、比表面积大、生物相容性好，且具有纳米材料的表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应等优点。就作为填料而言，不改变工艺流程，而只是替代粗晶二氧化硅，其制品的各项性能指标均会大幅提高，而纳米二氧化硅的应用也远不止于此。

但是纳米二氧化硅表面能高，处于热力学非稳定状态，极易聚集成团，不易与有机物充分混合，同时二氧化硅表面亲水疏油，在有机介质中难于均匀分散，与有机基体之间结合力差，易造成界面缺陷，使复合材料性能降低。

要解决上述纳米二氧化硅的分散性和与有机基体的相容性问题，必须对其进行表面改性，减弱二氧化硅表面的极性，降低二氧化硅表面的能态，以提高纳米粒子与有机基体间的相容性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种硅烷季铵盐改性纳米二氧化硅的制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种硅烷季铵盐改性纳米二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：取一定量的二氧化硅颗粒、硅烷季铵盐溶剂、酸催化剂和分散剂分别置于不同的洁净容器中，并在不同的容器外表面粘贴重量标签，然后将装有不同原料的容器分别放置好；

步骤2：将分散剂和二氧化硅颗粒分别倒入搅拌容器内，利用搅拌机进行搅拌，制得二氧化硅分散液；

步骤3：将硅烷季铵盐溶剂和酸催化剂倒入装有二氧化硅分散液的容器中进行混合反应，制得混合液；

步骤4：将混合液进行离心、洗涤和干燥，然后研磨、筛分获得改性纳米二氧化硅颗粒。

优选的，步骤1中，二氧化硅颗粒与硅烷季铵盐的重量比例为30-35:1。

优选的，步骤1中，二氧化硅颗粒与硅烷季铵盐的重量比例为20-30:1。

优选的，步骤2中，分散剂为聚丙烯酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸铵或柠檬酸铵中的任意一种。

优选的，步骤2中，搅拌机的搅拌速率为1000-1200转/min，搅拌时间为20-30min，搅拌过程中，装有分散剂和二氧化硅颗粒的容器放在加热板上，搅拌温度为30-60℃。

优选的，步骤3中，酸催化剂为甲酸、乙酸或者草酸中的任意一种。

优选的，步骤4中，通过离心机将混合液进行离心，离心机的离心速率为1500-3000转/min。

优选的，步骤4中，洗涤后的二氧化硅通过干燥箱进行干燥，干燥温度为80-120℃。

优选的，步骤4中，研磨之后的颗粒进行筛分，通过筛分机将研磨的改性二氧化硅颗粒进行筛分，筛分后的颗粒再次进行循环筛分。

优选的，步骤4中，离心后的残留液倒入洁净容器中进行静置，静置时间为1-3h，然后将沉淀物再次倒入离心机中进行离心操作。