[发明专利]一种疏水二氧化硅溶胶的制备方法

说明书

本发明涉及无机纳米材料领域，特别是涉及一种疏水二氧化硅溶胶的制备方法。本发明提供一种疏水二氧化硅溶胶的制备方法，包括：1）在溶剂体系中，将硅烷前驱体快速加入碱和去离子水的混合液中中搅拌混合反应，后经过陈化，得到初始的粒径均一的二氧化硅溶胶；2）将初始的二氧化硅溶胶与含氟疏水剂的溶液混合，制得具有高疏水性的二氧化硅溶胶。本发明针对如何提升二氧化硅涂层疏水性的问题，选取合适的疏水剂，通过条件简单、简便可行的方法制得可用于多种基材的二氧化硅溶胶。

技术领域

本发明涉及无机纳米材料领域，特别是涉及一种疏水二氧化硅溶胶的制备方法。

背景技术

涂料是现代社会一种重要的工程材料，在建筑、木器、汽车、机床、轻工等领域有广泛应用。涂料通过不同的施工工艺涂覆在基材表面，形成牢固、具有一定强度且连续的固态薄膜。涂料自诞生之初至今最基本的功能就是保护和装饰，随着社会发展和科学进步，对现代涂料而言又有了其他功能化的要求，如绝缘、导电、电磁屏蔽等电学方面的作用；防霉、杀菌、防止海洋生物黏附等生物化学方面作用；耐高温、保温、示温、隔热等热学方面作用；反光、发光、吸收光、屏蔽射线、标志颜色等光学方面作用；还有防雾、自清洁、防滑等各种不同作用。其中疏水涂料在实际应用中，可以给被涂覆表面带来自清洁效果，受到建材、太阳能电池、纺织品等的重视。

疏水涂料多为将疏水剂作为助剂的组分之一添加到涂料中制得，疏水剂可以是石蜡系、有机硅系、氟系等。三种类别物质的疏水性逐渐增加，但对溶剂的要求也逐渐提高。含氟有机硅综合了有机硅和氟系疏水剂的优点，由于硅羟基的存在，对于多数表面存在羟基的基材具有良好的相容性。在专利CN107083102A中，蒋冠吾等人通过将氨基化改性纳米粒子分散液加入合成的氧化铈纳米粒子中，得到了多级结构的复合氧化铈纳米疏水离子，单分散性良好，可加入市售的树脂或普通涂料中，改善疏水性和防覆冰效果。在专利CN106517813A中，马颖等人先对玻璃样品进行活化处理，接枝含氟表面活性剂，再采用溅射等离子仪对样品进行蚀刻处理，得到具有疏油疏水防雾功能的玻璃涂层。在专利CN06590069A中，何志飞等人采用水热法得到了多级分层结构的二氧化钛材料，使用溶剂稀释后得到了具备疏水性能的涂料，可以通过浸渍提拉的简单方法制备具有自清洁性能的涂层。

二氧化硅溶胶是纳米级SiO₂颗粒在溶剂中分散成的胶体溶液，对环境友好，是一种应用广泛、成本低廉的无机材料。以硅酸盐或各种硅烷衍生物作为前驱体制备纳米级二氧化硅的方法已经相当普遍，如水玻璃水解的方法及法等，反应条件温和，对原料不需要特殊加工。在专利CN106629742A中，方卫民等人使用硅烷合成气相二氧化硅并进行疏水改性，得到了具有良好疏水性，不产生沉淀且抗菌功能出色的气相二氧化硅。在专利CN106978069A中，郑旭哲等人在酸性条件下水解有机硅氧烷化合物，后调节pH至碱性使之缩合，无需烧结步骤得到了粒径500nm-10μm的球状二氧化硅粒子溶液，可作为防污疏水涂料使用。在专利CN106185958A中，刘洁等人使用多种硅源前躯体以及含氟疏水基合成了疏水介孔二氧化硅，分散后得到的涂料可吸附水中染料，制备彩色疏水涂层。

目前，二氧化硅溶胶用于涂料并作为主要成膜物质已有较为成熟的产品，但对于涂料的疏水改性方面仍缺少性能稳定、耐候性好、制备简单的方法。因此，有必要针对疏水改性进行更深入研究，开发出适宜大规模制备的二氧化硅溶胶，对于涂料的理论研究和生产制备都十分重要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种疏水二氧化硅溶胶的制备方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种疏水二氧化硅溶胶的制备方法，包括：

1)在溶剂体系中，将硅烷前驱体快速加入碱和去离子水的混合液中中搅拌混合反应，后经过陈化，得到初始的粒径均一的二氧化硅溶胶；

2)将初始的二氧化硅溶胶与含氟疏水剂的溶液混合，制得具有高疏水性的二氧化硅溶胶。