[发明专利]一种强疏水复合粉体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种强疏水复合粉体，涉及化工新材料和功能纳米材料技术领域。具体包括将纳米TiO₂负载于SiO₂微球表面，形成具有“微‑纳二元结构”的SiO₂‑TiO₂复合颗粒集合体，然后用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对其进行改性，制备出强疏水性的SiO₂‑TiO₂@HDTMS复合粉体。本发明采用的湿法机械研磨可快速、有效、环保地制备出具有“微‑纳二元结构”的矿物复合材料。具有简单环保，可操作性强等优点，负载过程无需添加任何化学试剂，可极大地降低制备成本，同时提高了安全性。此外，本发明采用的HDTMS相较于含氟的有机物在价格及环保方面均有显著优势。该疏水复合粉体制备方法简单，具有广泛地应用前景。

技术领域

本发明属于化工新材料和功能纳米材料领域，具体涉及一种强疏水复合粉体及其制备方法。

背景技术

超疏水材料是受到自然界中荷叶等超疏水界面的启发而制备的一类材料。近年来，由于其在自清洁、油水分离等领域的重要应用而受到广泛关注。制备超疏水材料通常需要微-纳二元“粗糙”的表面结构以及低表面能物质的修饰。

但是现有技术中，制备粗糙的表面结构和低表面能修饰过程通常需要复杂、苛刻的制备条件，并且改性修饰过程常需使用对环境具有严重危害的含氟有机物。上述缺陷限制了超疏水材料的大规模制造和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强疏水复合粉体，将纳米TiO₂负载于SiO₂微球表面，形成具有“微-纳二元结构”的SiO₂-TiO₂复合颗粒集合体，然后用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对其进行改性，制备出强疏水性的SiO₂-TiO₂@HDTMS复合粉体。

该复合粉体可添加于墙体涂料中，使墙体具有类荷叶的超疏水自清洁性能，此外，由于TiO₂优异的光催化性能，在日光的照射下，可将附着于墙体表面的有机污染物有效降解，进一步提高墙体表面的自清洁性能。

本发明的另一目的在于提供一种强疏水复合粉体的制备方法，采用的湿法机械研磨的矿物负载方法，可快速、有效、环保地制备出具有微纳二元结构的矿物复合材料。具有简单环保，可操作性强等优点，负载过程无需添加任何化学试剂，所以可极大地降低制备成本，同时提高了安全性。此外，本发明采用的HDTMS相较于含氟的有机物在价格及环保方面均有显著优势。该疏水复合粉体制备方法简单，具有广泛地应用前景。

为实现上述目的，本发明提供一种强疏水复合粉体的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)配制浆料：将SiO₂微球和TiO₂混合，并将混合后的粉体分散于适量的水中，配制成浆料；

(2)湿法研磨：将步骤(1)制备的浆料和研磨球置于超细研磨机中，以一定的转速搅拌一段时间；

(3)制备粉体：将湿法研磨后的浆料与研磨球分离、烘干、打散，得到SiO₂-TiO₂复合粉体；

(4)配制混合浆料：取步骤(3)制备的SiO₂-TiO₂粉体分散于无水乙醇中，加入HDTMS，搅拌一段时间后形成SiO₂-TiO₂@HDTMS混合浆料；

(5)配制复合粉体：将步骤(4)制备的SiO₂-TiO₂@HDTMS混合浆料烘干、打散，即得到强疏水SiO₂-TiO₂@HDTMS复合粉体。