一種新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種新材料，尤其是涉及一種新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅溶膠是二氧化硅在水或其他有機溶劑中的分散液，廣泛應用于精密鑄造、耐火 材料、涂料、紡織、精密拋光等領(lǐng)域。國內(nèi)的硅溶膠生產(chǎn)技術(shù)主要有離子交換法和硅粉水解 法。
[0003] 硅粉水解法的生產(chǎn)工藝要主要是在反應釜中加入水，加入堿性催化劑，升溫至合 適溫度后，加入硅粉，使硅粉在堿催化下進行水解，生成硅酸并聚合成二氧化硅粒子，反應 持續(xù)一定的時間，待硅粉基本反應完全后，將反應混合物降溫，最后用板框過濾機過濾，得 到的濾液就是硅溶膠。
[0004] 離子交換法采用離子交換樹脂，離子交換是一個平衡反應，反應的過程是：當把含 有Na+的硅酸溶液通過交換樹指時Na+取代了陽離子交換樹脂上的H+。將模數(shù)為3.5的硅酸 鈉溶液用水稀調(diào)整至含Si024%，Na201.15%;將液通過填裝陽離子交換樹脂的閃換柱，于是 水玻璃中的Na+已被除去，H+陽離子與硅離子與硅酸鈉中的Si03生成具有活性的硅溶膠稀 溶液流出。
[0005] 目前，國產(chǎn)硅溶膠主要存在雜質(zhì)含量高、二氧化硅的濃度低、酸性或中性條件下穩(wěn) 定性差、使用周期短、有顏色、品種少等缺點。用該法制備的硅溶膠顆粒大小無法控制、形貌 無法控制，顆粒間的界面不清晰，故通常只是被大量使用在鑄造等行業(yè)。而在精密拋光，催 化劑等許多要求更高的領(lǐng)域則無大建樹。完全無法與國際知名硅溶膠品牌相比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型的目的是提供一種新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體，以改善現(xiàn)有硅溶 膠主要存在雜質(zhì)含量高、二氧化硅的濃度低、酸性或中性條件下穩(wěn)定性差、使用周期短、有 雜色、品種少等缺點。以及解決現(xiàn)有硅溶膠顆粒大小無法控制、形貌無法控制，顆粒間的界 面不清晰等技術(shù)問題。
[0007] 為解決以上技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種新型結(jié)構(gòu)的納米二氧 化硅溶膠體，該膠體包括三層復合的膠囊結(jié)構(gòu)，其中最里層為納米二氧化鈦內(nèi)核，包裹二氧 化鈦內(nèi)核的是偏鋁酸鈉囊壁，包覆偏鋁酸鈉囊壁的最外層是納米二氧化硅溶膠構(gòu)成的囊 壁。
[0008] 作為優(yōu)選，所述納米二氧化硅溶膠囊壁上設(shè)有多個納米級微孔。
[0009] 作為優(yōu)選，所述納米二氧化娃構(gòu)成的囊壁直徑為100-150nm。
[0010] 作為優(yōu)選，所述偏鋁酸鈉囊壁直徑為50-100nm。
[0011] 作為優(yōu)選，所述納米二氧化娃粒徑為2〇-24nm。
[0012] 本實用新型具有成本低、耐熱性、耐化性和阻隔性好，機械強度高、雜質(zhì)含量少、二 氧化硅的濃度高、酸性或中性條件下穩(wěn)定性好、色澤單一，使用周期長等特點。它解決了現(xiàn) 有硅溶膠顆粒大小無法控制、形貌無法控制，顆粒間的界面不清晰的技術(shù)問題。其偏鋁酸鈉 包覆二氧化鈦具有獨特的骨架結(jié)構(gòu)組成，可以大大提高了納米二氧化硅溶膠的分散性。膠 體固體濃度高達35wt%，非常易于儲存，在室溫下可以保持穩(wěn)定至少50天。
【附圖說明】
[0013] 圖1是新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0015] 圖1是新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖1可知，該材料形狀為 圓球形，包括三層復合的膠囊結(jié)構(gòu)，其中最里層為納米二氧化鈦內(nèi)核2,包裹二氧化鈦內(nèi)核2 的是偏鋁酸鈉囊壁3,偏鋁酸鈉囊壁直徑為50-100nm。包覆偏鋁酸鈉囊壁3的最外層是納米 二氧化娃溶膠構(gòu)成的囊壁1，納米二氧化娃粒徑為20_24nm，囊壁1直徑為100-150nm。在納米 二氧化硅溶膠囊壁1上設(shè)有多個納米級微孔5。
[0016] 取納米二氧化鈦微粉倒入偏鋁酸鈉溶液中，加入納米二氧化鈦微粉重量1%的端基 聚異丁烯超分散劑。該超分散劑具有優(yōu)異的分散效果，可使分散體系中固體顆粒的體積分 數(shù)達到65%以上，然后經(jīng)過攪拌，超聲波震蕩、離心，洗滌，干燥，即得小粒徑二層結(jié)構(gòu)微膠 囊，將二層結(jié)構(gòu)微膠囊與離子法納米二氧化硅溶膠水溶液混合，在20-50°C陳化18-30h，然 后加入納米二氧化鈦微粉重量0.7%的羥丙基甲基纖維素，再配合加入納米二氧化鈦微粉重 量0.1%的表面活性劑（聚乙二醇），使得分散體仍然保持適中的操作黏度，于反應釜中80-120°C晶化l_6h，再通入氨氣調(diào)pH值=9,最后經(jīng)過超聲波擴散、離心機離心，得到三層復合的 膠囊結(jié)構(gòu)的納米二氧化娃溶膠體。
[0017] 本實用新型特殊的結(jié)構(gòu)可以在膠體脫水后分解，尤其可以在精密拋光，催化劑等 領(lǐng)域得到廣泛應用。
[0018] 將本實用新型與市售普通二氧化硅溶膠進行對比試驗，得到以下結(jié)果：
[0019] 表1:本實用新型與普通二氧化硅溶膠對比指標，
[0020]
[0021] 通過數(shù)據(jù)對比不難發(fā)現(xiàn)，本實用新型比現(xiàn)有市售二氧化硅溶膠體檢測指標更加突 出。
[0022] 最后，應當指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新 型不限于上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體，該膠體包括三層復合的膠囊結(jié)構(gòu)，其中最里 層為納米二氧化鈦內(nèi)核，包裹二氧化鈦內(nèi)核的是偏鋁酸鈉囊壁，包覆偏鋁酸鈉囊壁的最外 層是納米二氧化硅溶膠構(gòu)成的囊壁。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體，其特征是所述納米二氧化 硅溶膠囊壁上設(shè)有多個納米級微孔。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體，其特征是所述納米二氧化 硅構(gòu)成的囊壁直徑為100-150nm〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體，其特征是所述偏鋁酸鈉囊 壁直徑為50-100nm〇
【專利摘要】一種新型結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅溶膠體，該膠體包括三層復合的膠囊結(jié)構(gòu)，其中最里層為納米二氧化鈦內(nèi)核，包裹二氧化鈦內(nèi)核的是偏鋁酸鈉囊壁，包覆偏鋁酸鈉囊壁的最外層是納米二氧化硅溶膠構(gòu)成的囊壁。本實用新型具有成本低、耐熱性、耐化性和阻隔性好，機械強度高、雜質(zhì)含量少、二氧化硅的濃度高、酸性或中性條件下穩(wěn)定性好、色澤單一，使用周期長等特點。
【IPC分類】C01B33/14
【公開號】CN205294859
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】肖凱, 曲其昌, 邊瓊姣, 張國軍, 李坤位
【申請人】湖北金偉新材料有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月10日