疏水纳米二氧化硅与丙烯酸的复合.doc

题目：疏水纳米SiO2∕含氟丙烯酸酯复合

细乳液的动力学研究

姓名：王芳志

专业：高分子材料与工程

完成日期：2012 年5月8日

摘要

本课题采用以SDS为乳化剂、AIBN（偶氮二异丁腈）或KPS（过硫酸钾）为引发剂组成水相部分，以MMA（甲基丙烯酸甲酯）、BA（苯丙烯酸丁酯）、G06B或G01、G02、G03、G04为单体，以HD为助稳定剂、HB-630（疏水纳米二氧化硅）共同作为油相，在超声乳化的作用下进行细乳液聚合，研究疏水纳米SiO2∕含氟丙烯酸酯复合细乳液的聚合动力学。

结果表明，亲水性的引发剂KPS的转化率是亲油性引发剂AIBN的一倍，甲基会降低含氟单体聚合的转化率，并且单体含氟原子越多，转化率越大：固含越高转化率越大。

关键词：疏水纳米二氧化硅；含氟丙烯酸酯；动力学；转化率；粒径

Abstract

The subject of using SDS as emulsifier，AIBN or KPS as initiator consist of aqueous portion. MMA (methyl methacrylate), BA (benzene-butyl acrylate), G06B or G01, G02, G03, G04 were used as monomer, HD was used as stabilizers, HB-630 (hydrophobic nano-silica) consist of the oil phase .Happening miniemulsion polymerization under the influence of ultrasonic emulsification ,research in polymerization kinetics about blends of hydrophobic nano-silica and compound fluorinated acrylate miniemulsion.

The results showed that the conversion rate of KPS is double the AIBN, KPS is a kind of hydrophilic initiator, AIBN is a kind of lipophilic initiator. Methyl group can reduce conversion rate of the fluorinated monomer, however, when the more fluorinated monomer was added, the greater conversion rate of the blends.

Keywords: Hydrophobic nano-silica; Fluorinated acrylate; kinetics; conversion rate; Particle size

目录

第一部分：综述部分 (5)

1.疏水纳米SiO2性质、改性、制备及应用 (5)

1.1疏水纳米SiO2与纳米SiO2的性质 (5)

1.2疏水纳米SiO2与纳米SiO2的制备 (5)

1.3疏水纳米SiO2与纳米SiO2的改性 (7)

1.4纳米SiO2的应用 (9)

2. 含氟丙烯酸酯的性质、改性、制备及应用 (10)

2.1含氟丙烯酸酯的性质 (10)

2.2含氟丙烯酸酯的制备及应用 (11)

3.细乳液聚合 (11)

4.细乳液聚合动力学 (12)

5.课题意义及国内外研究进展 (13)

第二部分：实验部分 (14)

1.实验原料及仪器 (14)

2.实验方案 (15)

3.实验步骤 (16)

4.数据处理 (17)

第三部分：结果与讨论 (18)

1 .不同二氧化硅含量对转化率的影响及不同凝胶率 (18)

2.不同引发剂对转化率的影响及不同凝胶率 (19)

3.不同含氟单体对转化率的影响及不同凝胶率 (20)

4. 固含量对转化率影响及不同凝胶率 (22)

5.不同乳化剂含量对聚合乳液粒径及分布的影响 (23)

6 .小结 (24)

致谢： (25)

参考文献 (26)

第一部分：综述部分

1.疏水纳米SiO2性质、改性、制备及应用

1.1疏水纳米SiO2与纳米SiO2的性质

工业用SiO2称作白炭黑，是一种超微细粉体，质轻，原始粒径0.3um以下，相对密度为2.319-2.653g/cm3，熔点>1750°C。其性能特点如下，吸潮后形成聚合细颗粒纳米二氧化硅具有抗紫外线老化和热老化的性能，同时其小尺寸效应和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，改善高分子材料的热，光稳定性和化学稳定性，从而提高产品的抗老化性和耐化学性；在高温下具有强度，韧度和稳定性高的特点，分散在材料中与高分子链结合形成网状结构，从而提高材料的强度，韧度等基本性能。

纳米SiO2颗粒尺寸小，比表面积大，表面存在大量不饱和残键及不同键合状态的羟基，因而很易互相产生氢键作用而团聚，在聚合物中这种团聚会导致材料的机械性能、稳定性和透光率下降。而要解决这些问题必须对其表面进行改性处理。疏水纳米SiO2 是将纳米SiO2经过疏水改性而得到的，具有比普通纳米SiO2优良的性能，超疏水界面材料具有自清洁、防腐蚀、疏水性等许多独特的表面性能 ,在工农业生产和日常生活中有着极其广阔的应用前景［1］

。

1.2疏水纳米SiO2与纳米SiO2的制备

1.2.1纳米SiO2的制备

纳米二氧化硅的三维硅石结构，大表面积，不饱和的配位数，使其对色素离子具有极强的吸附作用，可降低因紫外线照射而造成的色素衰减。在生产纳米SiO2的方法中，可分位干法和湿法两种［2］,其中干法包括气相法和电弧法，湿法分沉淀法和凝胶法。不同形态的SiO2有不同的制备方法，如有单分散SiO2、SiO2微球、油溶性球等的制备。以下简要介绍的一些制备方法。

①气相法多以四氯化硅为原料，采用四氯化硅气体在氢氧气流高温下水解

制得烟雾状的二氧化硅，但原料昂贵，能耗高，技术复杂，设备要求高，这些限制了产品应用广度。②沉淀法是硅酸盐通过酸化获得疏松、细分散的、以絮状结构沉淀出来的SiO2晶体，其所选用的原料易得，生产流程简单，能耗低，设备投资少。沉淀法所生产的产品质量不如采用气相法和凝胶法的产品好，但该法为目前主要的生产方法［3］。③凝胶法是加入酸使碱度降低从而诱发硅酸根的聚合反应，该法原料与沉淀法相同，只是不直接生成沉淀，而是形成凝胶，然后干燥脱水，产品特性类似于干法产品，价格又比干法产品便宜，但工艺较沉淀法复杂，成本亦高，故而凝胶法应用较少。此外，潜伏酸法制备纳米SiO2，也属于凝胶制法。④超重力技术，即旋转填充床(RPB)技术，超重力反应法制备纳米二氧化硅以硅酸钠为液相，二氧化碳为气相，采用超重力反应装置，使气、液两相在比地球重力场大数百倍至千倍的超重力场条件下的复孔介质中产生流动接触，巨大的剪切力使液体撕裂成极薄的膜和极小的丝和滴，使微观混合速率得到极大强化，使溶液过饱和且分布均匀，而快速、高质量地生产出纳米Si02［4］。⑤与其他化学制备方法相比,以微乳液［5］作为“纳米反应器”可以获得粒径小，分布窄的纳米微粒且可原位实现对纳米粒子的表面改性。⑥模板法是制备纳米二氧化硅中空微球的重要方法，主要以表面活性剂为模板，在其上交替吸附相反电荷的聚电解质和不同粒径的SiO2粒子以生成纳米二氧化硅微球，再将将所得产物在高温下煅烧，得到具有多孔结构的纳米SiO2中空微球。⑦超声技术［6］作为一种物理手段和工具能够在化学反应常用的介质中产生一系列接近于极端的条件，如瞬间的高温，高压等。这些能量在材料化学中起到了光，电，热方法所无法达到的作用，功率超声的空化作用和机械的搅拌粉碎相融合的技术将更容易实现窄分布纳米粉体颗粒所要求的介观均匀混合，消除局部浓度不均，同时对团聚体还可以起到剪切作用。

除以上方法外还有SiO2与高聚物的复合与盐复合、与其它化合物复合等方面的制备方法。

综上所述，制备纳米SiO2 的方法很多，对于如今的工业发展来说，气相法所制备的纳米SiO2的性能优良，可以应用在特殊的领域中。同时，在今天日益严峻能源问题要求下以及在节能减排呼声越来越高。新能源、新材料的开发与利

用势在必行。利用稻壳、煤矿石等为原料生产的纳米二氧化硅产品［7］具有成本低、纯度高等特点，符合国家提倡的绿色精细化工的要求，是今后将大力发展的方向。

1.2.2疏水纳米SiO2的制备

超疏水界面材料具有自清洁、防腐蚀、疏水性等许多独特的表面性能 ,在工农业生产和日常生活中有着极其广阔的应用前景 ,所谓超疏水界面一般是指与水的接触角大于 150°的界面 ,它是由界面的化学组成和微观几何结构共同决定的 ,要获得超疏水界面 ,在使用低表面能物质修饰表面的同时 ,还要改变材料表面粗糙度和表面形态制得具有微纳米的凹凸结构或者多孔表面，未经改性的SiO2与聚合物的相容性不佳 ,因此进行超疏水改性是增加其与聚合物相容性的有效方法之一.采用低表面能的氟硅烷、硅氮烷、硅烷、含氟嵌段共聚物、含硅嵌段共聚物改性纳米SiO2表面获得超疏水界面的研究屡见不鲜。而刻蚀的方法也常被用来使材料表面获得足够的粗糙度 ,进一步提高材料表面疏水性能.但是以上方法 ,要么工艺过程繁琐复杂 ,要么需要使用昂贵的含氟硅的处理剂或精密的生产设备 ,经济成本高 ,从而制约了超疏水纳米SiO2粒子大规模的应用。用自制铝酸酯偶联剂X-30构筑超疏水纳米二氧化硅表面的方法较简单，与传统的含氟硅的处理剂相比 , X-30铝酸酯偶联剂原料易得 ,制备条件温和、价格低廉、利于工业化［8］。

1.3疏水纳米SiO2与纳米SiO2的改性

由于纳米粒子表面有大量羟基存在，表面结合能高，易发生团聚，故制备复合材料时，必须对二氧化硅表面进行修饰改性。而且纳米SiO2表面是亲水性的，这导致了在与橡胶等有机物配合时相容性差，难混入，难分散。纳米SiO2的表面改性就是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使其与SiO2表面上的羟基发生反应，消除或减少表面硅醇基的量，使产品由亲水变为疏水，以达到改变表面性质的目的。

纳米Si02的表面改性根据表面改性剂与粒子表面之间有无化学反应分为表面物理改性和表面化学改性。表面物理改性是指粒子表面和改性剂之间除范德华力、氢键作用外，不存在离子键或共价键作用的表面改性方法。纳米粒子表面物

理改性有聚合物包覆改性法、单体吸附聚合改性法和粉体-粉体包覆改性法等三种具体实施方法还可以进行热处理改性。同时，可以通过化学的方法对纳米二氧化硅的表面进行改性，主要的方法介绍如下。

1.3.1 物理改性

物理改性法有四种方法：聚合物包覆改性法是将大分子在溶液中沉积、吸附到二氧化硅粒子表面进行包覆的改性。在粒子悬浮液中加入聚合物溶液，聚合物通过静电作用、范德华力吸附到粒子表面，除掉溶剂后即可形成有机高分子包覆的纳米SiO2粒子[9]。单体吸附聚合改性法是首先把单体吸附到纳米离子表面，然后引发单体聚合的改性方法。粉体-粉体包覆改性法是依据不同粒子的熔点差异，通过加热使熔点较低的粒子先软化，如小粒子先软化包覆到大粒子表面，或者大粒子先软化被小粒子嵌入表面的改性方法。该方法在纳米SiO2表面改性领域较少应用。热处理改性法是热处理后二氧化硅表面吸湿量低，且填充制品吸湿量也显著下降，其原因可能是由于高温加热条件下以氢键缔合的相邻羟基发生脱水而形成稳定键合，从而导致吸水量下降，此种方法简便经济。但是，仅仅通过热处理，不能很好改善填充时界面的粘合效果，所以在实际应用中，常对纳米SiO2使用含锌化合物处理后在200 ～400 ℃条件下热处理，或使用硅烷和过渡金属离子对纳米SiO2处理后热处理，或用聚二甲基二硅氧烷改性二氧化硅，然后进行热处理。

1.3.2化学改性

纳米SiO2的表面活性硅醇基可以同有机硅烷、醇等物质发生化学反应，以提高它同聚合物的亲和性及反应活性。根据改性剂的不同，常用的化学反应有与醇反应、与脂肪酸的反应、与有机硅化合物反应、表面接枝聚合物等。

纳米二氧化硅的表面改性方法很多，如利用有机或无机物在粒子表面沉积包覆层的等离子体化学气相沉积及离子束气相沉积。机械球磨法是利用机械应力的作用有目的地对粒子表面进行激活以改变其表面晶体结构和物理化学性质。利用电晕放电，紫外线，等离子体放射线等对粒子表面进行改性的高能量法表面改性。还有进行表面改性的最重要方法化学法，其改性的机理如上所述，而常用的改性

剂有硅烷，钛酸酯等偶联剂，硬脂酸，有机硅等电荷转移络合体。

众多改性方法中化学改性是最重要的，而化学改性中偶联剂改性又是最普遍的。研究学者采用偶联剂对纳米二氧化硅进行表面的改性方法，依靠偶联剂分子能与纳米二氧化硅表面活性基团进行化学反应的特性，将偶联剂分子均匀的连接到纳米SiO2粒子表面，从而改变纳米二氧化硅表面的性质。常用偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂等，其中以硅烷偶联剂用得最多。

偶联剂与纳米SiO2颗粒表面的连接主要有两种形式。一种是物理吸附，当另一种方式是化学作用，未改性的纳米二氧化硅表面覆盖有大量的羟基，属于极性物质，可表示SiO2-OH。化学表面改性就是通过一定的工艺利用某种物质与纳米二氧化硅表面的羟基发生反应，消除或减少表面硅羟基的量，使其由亲水性变为疏水性，以提高它同聚合物胶料的亲和性。

1.3.3其它改性

另外，纳米二氧化硅也可以在制备过程中进行改性[10]，还可采用溶胶-凝胶方法[11]。可见，纳米SiO2的表面改性根据表面改性剂与粒子表面之间有无化学反应分为表面物理改性和表面化学改性。在如今的生产工艺中，一般采用的是硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面进行改性，所得到的纳米二氧化硅在性能应用中具有的价值意义比较大。纳米粒子表面改性的方法有：酯化法、偶联剂法、表面活性剂法、接枝聚合法、高能法等。改性后的纳米SiO2，因其独特的物理、化学、光学等性能在功能材料、塑料、橡胶、涂料及生物医药等方面得到广泛的应用。

1.4纳米SiO2的应用

纳米SiO2材料是21世纪科研领域的热点，由于其具有小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等导致了纳米微粒具有奇异的物化性能，这些特性使纳米微粒结构表现出奇异的物理、化学特性，具有卓越的光、力、电、热、放射、吸收等特殊功能。纳米SiO2作为纳米材料的重要成员，具有一些特殊的性质。利用纳米SiO2这些特殊性质改性现有高分子材料，可以得到具有特殊性能的高分子材料或使高分子材料的性能更加优异，为高分子材料的

改性研究提供了新的途径。近年来，研究人员在不断探索纳米二氧化硅优越性的同时，通过结构重整以及物质重组,制备了许多无机-有机型、无机- 无机型的复合材料。从而大大改善了单纯纳米SiO2的单分散、难分散性和易团聚性等缺点,使其许多性能得到进一步的优化和升级。如提高材料的抗紫外线的光学性能；抗老化和耐化学性能;强度、弹性、韧性、吸附性和缓释性能等。可广泛应用于生物、医学、膜科学、催化剂、涂料、硅橡胶以及农药等领域。

纳米SiO2通常用来改性高分子聚合物，以改善聚合物的力学性能。但是，SiO2为表面极性的无机材料与聚丙烯等塑料的表面相容性差，在塑料中分散性能差，容易团聚，有时还会降低塑料的性能。因此，纳米SiO2通常经过改性后与高聚物配合。

2. 含氟丙烯酸酯的性质、改性、制备及应用

2.1含氟丙烯酸酯的性质

由于电负性最强的氟元素的引入赋予了聚合物特殊的性能，含氟高聚物是高度绝缘的而且有优异的耐化学性，氟原子核对其核外电子及成键电子云的束缚很强，因而具有特异的表面功能，表现为水性、耐油性、耐玷污性，并且含氟聚合物有极好的耐候性[12]含氟聚合物的固体表面与空气间的分子相互作用力非常低，使得含氟聚合物的表面自由能非常低，一般难以被有机液体和水湿润和表面还具有不粘性和低摩擦系数，在表面引入-（CF2）n CF3基团可以使丙烯酸酯聚合物具有更优质的表面性能。含氟硅化合物显示出卓越的化学稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能[13]。

含氟丙烯酸酯作为丙烯酸酯的一种衍生物，其分子结构与丙烯酸酯类似，但具有较长的氟碳侧链，其聚合反应活性也会受到影响,侧链为氟碳链取代的丙烯酸酯共聚物不仅保持了普通丙烯酸酯聚合物的原有特性还具备优异的表面性能/化学性能与光电性能在织物整理/功能涂料/光纤/微电子等领域都具有很好的应用［14］。

2.2含氟丙烯酸酯的制备及应用

丙烯酸酯类聚合物具有优良的成膜性、粘结性，但其表面防水、防污性能不是很理想，为此，将含氟类单体引入丙烯酸酯类聚合物中，由于含氟侧链在成膜时向表面迁移，对主链碳原子进行屏蔽保护，使得改性后的含氟丙烯酸酯在不仅保持了原有的丙烯酸酯的优良性能外，还有效提高了聚合物涂层的化学惰性和防水防油的自洁功能。用此乳液配制的涂料适用性强，不污染环境，具有卓越的耐候性、奶腐蚀性、防水性和耐油性，可广泛用于航空船舶、机械、铁道路桥、建筑、家电、工程塑料、纺织物整理和皮革涂饰等领域。Ameduri等在含氟丙烯酸酯共聚物中引入硅氧键，可提高聚合物的耐热性及与基底材料的附着力［15］。

目前合成含氟硅聚合物的主要单体有甲基丙烯酸十二氟庚酯类、乙烯基硅烷类、环硅氧烷类、聚烷基轻硅氧烷聚合物等单体。合成含氟硅聚合物的主要方法有①选择适当的含氟单体，含硅单体和其他丙烯酸酯类或其他依稀类单体共聚；②含氟单体与聚烷基轻硅氧烷聚合物或大分子聚合；③含氟硅单体均聚；④含氟硅单体与其他硅氧烷或丙烯酸酯类单体共聚。上述方法大部分通过活性基聚合、乳液聚合、溶液聚合、本体聚合等传统聚合方法就能达到引入少量碳氟键却具较好性能的目的。目前主要采用化学合成含氟硅丙烯酸酯共聚物，是通过接枝或嵌段法将有含硅单体引入氟碳树脂中，有效的改善了两者的相容性。目前国外在氟硅聚合物的合成、应用方面作了大量的工作，取得了长足的进步，但许多研究都基于合成聚四氟乙烯这一类的含氟聚合物，有部分关于含氟乳液的研究也因其高氟含量而造成高成本，从而限制其应用［16］。

3.细乳液聚合

1973年美国Lehigh大学的ugelstad［17］等首次发现，在乳液聚合中液滴可以成为主要成核方式，这归因于采用了十六醇(CA)和十二烷基硫酸钠(SDS)为共同乳化剂，在高速搅拌下苯乙烯在水中被分散成稳定的亚微米单体液滴。从此液滴成核成为一种新的乳液聚合方式。Chou［18］等将这种以亚微米(50～500 nm)液滴构成的稳定的液／液分散体系称为细乳液(Miniemulsion)，相应的液滴成核

聚合称为“细乳液聚合”。

细乳液聚合采用超声分散, 将二氧化硅包埋在丙烯酸酯单体内, 形成粒径为50 n m～500nm [19-22]的纳米级反应器, 由于这些纳米反应器相互独立, 在聚合过程中无物料交换, 从而可得到二氧化硅包埋在丙烯酸酯中的有机-无机复合乳液[23-24]。细乳液聚合中，液滴是主要成核点，进而成为主要聚合场所，它在共乳化剂存在的条件下，以稳定的单体液滴为反应场所进行聚合，由于在聚合反应前后单体液滴和聚合物乳胶粒的粒径能够产生l：1的复制关系，即维持粒径大小不变。在稳定的细乳液聚合中，乳胶粒的数目和尺寸主要是由聚合前液滴的数目和尺寸决定，并在聚合过程中保持基本不变，而不像常规乳液或微乳液那样由聚合过程动力学决定。在聚合动力学上，引发剂用量对聚合速度、乳胶粒的尺寸及分布的影响大大降低。调节乳化剂用量和均化强度既可以抑制胶束成核和均相成核水平，又可以控制液滴的大小，得到合适的细乳液。因此，细乳液聚合既保留了常规乳液聚合的大部分优点，又具有独特的特点，它的50～500nm尺度的单体液滴可以作为“纳米反应器”，并且平均每升分散体含有1018 -1020单体液滴，这些纳米单元相互独立，均匀分布，因此有可能合成均一分布的纳米化合物，这就拓展了乳液聚合的应用范围，它可以合成金属、陶瓷和聚合物纳米粒子，制备多种多样的杂化聚合物分散体，它还特别适用于无机纳米粒子一聚合物体系合成有机一无机纳米复合物。因此，近年来细乳液聚合引起人们的极大关注，成为非均相聚合研究的热点。细乳液单一的单体液滴成核机理及乳胶粒子粒径容易控制使其在制备有机～无机纳米复合乳胶粒子方面较传统的乳液聚合具有很大优势［25］。

4.细乳液聚合动力学

聚合动力学主要是研究速率、分子量与引发剂浓度、单体浓度，温度间的定量关系。聚合速率常以单位时间内单体消耗量或聚合物生成量表示，但最基础的实验数据却是转化率-时间数据。根据聚合机理，可以推导出聚合动力学方程，但由于高聚物的合成过程本身较复杂，加之容易受外在因素的影响，因此想推导出聚合动力学方程较繁琐、困难。在聚合物合成过程中单体用量、引发剂种类及用量、乳化剂用量、温度等对单体转化率都有不同的影响，研究聚合动力学，找

出转化达到最优值时的最优配方和条件。对于细乳液聚合，在聚合动力学上，引发剂用量对聚合速度、乳胶粒的尺寸及分布的影响大大降低。调节乳化剂用量和均化强度既可以抑制胶束成核和均相成核水平，又可以控制液滴的大小，得到合适的细乳液。

5.课题意义及国内外研究进展

未经改性的纳米二氧化硅(SiO2)与聚合物的相容性不佳,而经过超疏水改性后的纳米SiO2表面获得了超疏水界面，增加了其与聚合物的相容性。而丙烯酸酯类聚合物具有优良的成模性、粘结性，但其表面防水、防污性能不是很理想，为此，将含氟单体引入丙烯酸酯类聚合物中以改善丙烯酸类聚合物的表面性能，还有效的提高了聚合物涂层的化学惰性和防水防油的自洁功能。含氟丙烯酸酯共聚物一般的聚合方法，由于必须使用含氟有机溶剂，给应用带来了很多不便，存在安全隐患，生产成本高；目前,细乳液聚合法主要用于制备有机- 有机杂化胶乳和互穿聚合物网络胶乳,而用其制备纳米二氧化硅/丙烯酸杂化乳液的研究报道很少，细乳液聚合不依靠单体在连续相中的扩散，对于水溶性极低的含氟单体的乳液聚合显示了极大的优势，可避免氟单体在水相中难溶和迁移的问题，在国内关于这方面的报道较罕见。

第二部分：实验部分

1.实验原料及仪器

1.1 实验原料与规格

1.2 原料预处理

引发剂AIBN 的提纯；称取 2.5g 偶氮二异丁腈（AIBN ）加入50ml 乙醇, 在

水浴中搅拌加热, 温度不超过40℃,使其全部溶解后,迅速用冰水冷却结晶,待结晶15min 后,用抽滤,将白色结晶物转移至真空干燥箱中，减压干燥24h 。精制后的偶氮二异丁腈需盛于有色广口瓶中，密封，保存于低温避光处。

5%对苯二酚溶液的制备；称取5g 对苯二酚，加入95g 去离子水，搅拌至对

苯二酚完全溶解，盛于广口瓶中，密封，保存于低温避光处。

1.3 实验仪器及规格

名称 代号 规格

产地

甲基丙烯酸甲酯

丙烯酸丁酯

丙烯酸六氟丁酯

甲基丙烯酸六氟丁酯

甲基丙烯酸三氟乙酯

甲基丙烯酸十二氟庚酯

甲基丙烯酸十三氟辛酯

过硫酸钾

偶氮二异丁腈

十二烷基硫酸钠

十六烷

疏水二氧化硅 MMA BA G01 G02 G03 G04 G06B KPS AIBN SDS HD HB-630 AR AR AR AR AR AR AR AR AR AR AR AR 天津市福晨化学试剂厂 天津市福晨化学试剂厂 哈尔滨雪佳集团有限公司 哈尔滨雪佳集团有限公司 哈尔滨雪佳集团有限公司 哈尔滨雪佳集团有限公司 哈尔滨雪佳集团有限公司 广东东红化工厂 天津市福晨化学试剂厂 天津市福晨化学试剂厂 天津市福晨化学试剂厂 －－

实验设备规格产地

数显恒温水浴锅超声清洗仪

电动搅拌机

电子天平

电热鼓风干燥箱布鲁克激光粒度仪HH-S4

E100H

JB90D

JY 2002

CS101-2D

90plus

金坛市晶玻实验仪器厂

－－

常德国华电器有限公司

上海良平仪器仪表有限公司

重庆四达实验仪器有限公司

德国

2.实验方案

采用以SDS为乳化剂、AIBN（偶氮二异丁腈）或KPS（过硫酸钾）为引发剂组成水相部分，以MMA（甲基丙烯酸甲酯）、BA（苯丙烯酸丁酯）、G06B （甲基丙烯酸十三氟辛酯）或G01（丙烯酸六氟丁酯）、G02（甲基丙烯酸六氟丁酯）、G03（甲基丙烯酸三氟乙酯）、G04（甲基丙烯酸十二氟庚酯）为单体，以HD为助稳定剂、HB-630（疏水纳米二氧化硅）共同作为油相，在超声乳化的作用下进行细乳液聚合，研究在聚合过程中乳液聚合条件（疏水SiO2含量、含氟单体、固含量, 乳化剂、引发剂、温度）对转化率的影响及在不同条件下的凝胶。

实验按以下方案进行；

在研究转化率时，从反应计时开始分别取样。取样时间设置：5，10，15，20，30，40，50，70，90，120，150，210，300（实验结束后）

①KPS为引发剂，在不同二氧化硅含量占油相百分比分别为0%、1%、3%、

4.8%的情况下研究二氧化硅含量对转化率和粒径的影响，对比分析不同引发剂对转化率的影响及不同的凝胶率。

②选择最优二氧化硅量和最优引发剂，分别采用不同含氟单体即G01、G02、G03、G04和G06B在相同条件下研究不同含氟单体对转化率的影响及不同的凝胶率。

③在找到最优的二氧化硅量、引发剂种类、含氟单体类型后，研究不同固含量对转化率的影响及不同的凝胶率，不同固含量的设定要求SDS2.5%+HD5%；

MMA：BA=1：1 ；FA占总单：15%；HB-630占总单：1%；KPS占总单：0.8%。

④在不同乳化剂含量（1.7%、2.0%、2.5%、3.2%）下进行粒径的动态光散射法分析（DLS），将乳液浓度稀释至C < 0.01 wt %，在德国布鲁克90plus激光粒度仪上测定。

3.实验步骤

按实验方案的顺序进行研究测试，逐一分析不同二氧化硅含量、引发剂种类、含氟单体种类、固含量对转化率的影响及不同的凝胶率。在研究转化率时，从反应计时开始分别取样，取样时间设置：5，10，15，20，30，40，50，70，90，120，150，210，300（实验结束后）。

具体实验步骤如下：

称取预定量的乳化剂SDS于250ml三口烧瓶中，加85ml定量量水并且加入引发剂KPS，机械高速搅拌15min充分溶解作为水相待用。依次称取预定量的HB-630，MMA、BA、HD作为油相，滴加半滴DOL于油相中待用。

将油相放入超声波清洗仪中超声3分钟，用冰块保持油相处于较低温度，观察SiO2溶解状态，油相应均匀泛蓝。将油相用塑料滴管吸取并慢慢滴加在搅拌的三口烧瓶中与水相继续乳化，滴加结束后，开始计时，高速搅拌1.5h，最终乳液乳化均匀，不分层。将充分乳化后的乳液放入已升到预定温度70℃的水浴锅中，待水浴锅升温至70℃时，开始计时反应5h。

分别在第5、10、20、30、40、50、60、120、180、240、300min取样，置于在提前标号并加入两滴5%对苯二酚溶液的分离管中。反应完成后，自然冷却到40℃以下，不可骤冷，使用纱布过滤，将滤液置于预先称重的锡纸，置于烘箱，烘干后再称量锡纸和干重，计算固含量，将凝胶置于锡纸上后称量总质量，标记后放入烘箱中，烘干后再称量锡纸和干重，计算凝胶率。称量预先准备好的锡纸质量，将分离管内的样品取1ml置于锡纸上后称量总质量，标记后放入烘箱中，烘干后再称量锡纸和干重并观察胶膜外观，计算转化率。

分别用不同乳化剂含量1.7%、2.0%、2.5%、3.2%，将乳液浓度稀释至C < 0.01 wt %，在德国布鲁克90plus激光粒度仪上测定，进行粒径的动态光散射法分析（DLS）。

4.数据处理

有关的计算：

① 乳液质量Mr 等于所有组分的质量和

② 非挥含量Mf 等于乳化剂SDS 和二氧化硅的质量和

③ 单体含量Mt 等于MMA 、BA 和含氟单体的质量和

④反应完成后，自然冷却到40℃以下，不可骤冷，使用纱布过滤，将滤液

置于预先称重的锡纸，置于烘箱，烘干后再称量锡纸和干重，计算固含量。

0102c M M M M S --=固含量

M 2 ;锡纸和干膜的总质量

M 0 ;锡纸的质量

M 1;锡纸和乳液的总质量

⑤称量预先准备好的锡纸质量，将分离管内的样品取1ml 置于锡纸上后称

量总质量，标记后放入烘箱中，烘干后再称量锡纸和干重并观察胶膜外观，计算转化率。 %100%t

f ?-*=M M Sc M 转化率 M ;乳液总质量

Sc ; 固含量

M f ;非挥含量

M t ;单体总质量

⑥将凝胶置于锡纸上后称量总质量，标记后放入烘箱中，烘干后再称量锡

纸和干重，计算凝胶率。

%100%凝d

n ?=M M 胶率 M n ；凝胶质量

M d ；单体质量

第三部分：结果与讨论

1 .不同二氧化硅含量对转化率的影响及不同凝胶率

图3.1 .1 以KPS为引发剂，不同SiO2含量对转化率的影响的比较

由图3.1.1可知，以KPS做引发剂时,当SiO2含量占油相百分比为1%时诱导期最短，单体转化率较高。不含SiO2次之，当SiO2含量百分比为3%时诱导期最长但转化率较高，在当SiO2含量为4.8%时诱导期较短，转化率较低。聚合过程中应尽量消除或避免诱导期，在诱导期无聚合物产生，聚合速率为零，诱导期过后，单体开始正常聚合，进入聚合初期。转化率10%-20%以后，转化率迅速增加。

综上所述，当SiO2含量为1%时为最优含量。因为当SiO2含量为1%时不但诱导期较短，而且转化率也较大，综合考虑当SiO2含量为1%时为最优含量。

图3.1.2 以不KPS为引发剂，不同SiO2含量与凝胶率的关系由图3.1.2可知，凝胶率随二氧化硅含量的增加而增加，即在单体含量相同的情况下，SiO2含量越大，凝胶越多。

2.不同引发剂对转化率的影响及不同凝胶率

图3.2.1 AIBN和KPS做引发剂时的单体转化率

由以上分析可以看出，KPS做引发剂比AIBN做引发剂时对应的诱导期都较短，但是KPS做引发剂比AIBN做引发剂时的转化率要大的多。与AIBN做引发剂相比，KPS做引发剂时诱导期更短，且转化率能达到80%-90%，显然KPS 做引发剂更好。原因在于KPS是亲水性的，而AIBN是亲油性的，AIBN的分解是一级反应，无诱导分解只产生一种活性基，而且其与甲基有超共轭效应，减弱

了活性基的活性和脱氢能力。细乳液聚合体系在聚合过程中始终处于低粘度流动状态，自由基聚合放出的反应热很容易通过水相传出去；聚合过程和产物均以水为介质，所以亲水性的KPS更容易进入单体小液滴而引发聚合。

图3.2.2 KPS和AIBN做引发剂下不同的凝胶率

由图3.2.2很明显的可以看出，当AIBN做引发剂时凝胶率达50%以上，而KPS做引发剂时凝胶率不到10%，进一步说明引发剂KPS较好。原因在于AIBN 引发时乳液聚合体系比较剧烈，反应不平稳，容易爆聚，故而凝胶率大。

3.不同含氟单体对转化率的影响及不同凝胶率

图3.3.1 不同含氟单体对转化率的影响

G01：丙烯酸六氟丁酯G02：甲基丙烯酸六氟丁酯G03：甲基丙烯酸三氟乙酯

G04：甲基丙烯酸十二氟庚酯G06B：甲基丙烯酸十三氟辛酯

超疏水材料研究进展

超疏水材料的研究进展 2015年5月3日

超疏水材料的研究进展 摘要：超疏水性材料因为它独特的性质，而在很多方面得到了广泛的应用。近年来，许多具有特殊润湿性的动植物表面同样受到关注。通过研究这些表面微观结构，人们成功地仿生制备出各种功能化超疏水表面，从而更好地满足工业中实际应用的需要。该综述简单地介绍了表面润湿的基本原理和一些自然界中的超疏水表面现象，重点介绍近几年超疏水表面应用的最新研究进展。最后，对超疏水表面研究的未来发展进行了展望。 关键词：超疏水、仿生、润湿、功能化表面 自然界中，经亿万年的自然选择，许多生物的表面都表现出优良的超疏水性能，比如荷叶、花生叶、莲叶等植物表面和水黾、鲨鱼表皮、沙漠甲虫、蝴蝶翅膀等动物体表。一直以来，这类自然现象都启发着各领域的科学工作者们，尤其是近几十年，仿生超疏水表面以其优越的防腐蚀、自清洁、防覆冰、抗菌等性能，在防腐、自清洁、建筑防水、流体减阻、防污等领域都有广泛的应用[1]。因此，对超疏水材料进行总结和展望，对这种材料的发展有重要的意义。 1超疏水原理 超疏水表面的定义可以从字面意思上进行理解，即指难以湿润的表面，固体表面的湿润性作为固体表面重要的特性之一，不仅受到固体表面粗糙度的影响，还受固体表面化学成分的影响，我们可以用液体与固体的接触角θ来作为是否湿润的判断依据。接触角越大，表面的疏水效果越好，反之亦然[2]。当θ=0°时，所表现为完全湿润；当θ<90°时，表面为可湿润，也叫做亲液表面；当θ>90°时，表面则为不湿润的疏离表面；当θ=180°时，则为完全不湿润。一般θ>150°被称为超疏水表面[3]。 接触角是衡量表面疏水性涂层湿润性的主要指标，但并不是唯一指标，在实际应用中还可以根据前进角、后退角的大小来考虑其动态过程。前进角与后退角是液滴前进或后退时与固体表面所成的临界角度。但是如果不断增加或减小固体

氧化硅介绍,纳米二氧化硅应用领域

氧化硅介绍，纳米二氧化硅应用领域 氧化硅介绍 产品为人工合成物无定形白色流动性粉末，具有各种比表面积和容积严格的粒度分布。本产品是一种白色、松散、无定形、无毒、无味、无嗅，无污染的非金属氧化物。其原生粒径介于7～80nm之间，比表面积一般大于100m2/g。由于其纳米效应，在材料中表现出卓越的补强、增稠、触变、绝缘、消光、防流挂等性质，因而广泛的应用于橡胶、塑料、涂料、胶粘剂、密封胶等高分子工业领域。 纳米二氧化硅应用领域 1、在涂料领域 纳米二氧化硅（SP30）具有三维网状结构，拥有庞大的比表面积，表现出极大的活性，能在涂料干燥时形成网状结构，同时增加了涂料的强度和光洁度，而且提高了颜料的悬浮性，能保持涂料的颜色长期不退色。在建筑内外墙涂料中，若添加纳米氧化硅（SP30），可明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂、施式性能良好，尤其是抗沾污染性能大大提高，具有优良的自清洁能力和附着力。纳米SiO2还可与有机颜料配用，可获得光致变色涂料，M．P ．J ．Peeters等用溶胶凝胶法合成了含纳米二氧化硅（SP30）的全透明的耐温涂料H．Schmidt等合成了很厚的含纳米SiO2的涂料，并耐高温，在500℃下没有出现裂缝，Fayna Mamme ri等合成了P MMA- SiO2纳米涂料。明显增强了涂料的弹性和强度。纳米氧化硅（同SP30）具有常规SiO2所不具有的特殊光学性能，它具有极强的紫外吸收，红外反射特性。经紫外一可见分光光度计测试表明，它对波长400nm以内的紫外光吸收率高达70%以上，对波长800nm 以外的红外光反射率也达70%以上，它添加到涂料中能对涂料形成屏蔽作用，达到抗紫外老化和热老化的目的，同时增加了涂料的隔热性，徐国财等通过纳米微粒填充法，将纳米氧化硅作掺杂到紫外光同化涂料中，明显地提高了紫外光固化涂料的硬度和附着力，还减弱了紫外光同化涂料吸收UV辐射的程度，从而降低了紫外光同化涂料的同化速度。 2、在粘结剂和密封胶领域 密封胶和粘结剂是量大、使用范围广的重要产品。菜市产品粘度、流动件、旧化速度等有严格要求。目前，国内高档的密封胶和粘结剂都依赖进口。据介绍，国外在这个领域的产品已经采用纳米材料作添加剂，而纳米二氧化硅（SP30）是首选材料。其作用机理是纳米SiO2表面包覆一层有机材料，使之具有疏水特性，将它添加到密封胶中能很快形成一种网络结构，抑制胶体流动，同化速率加快，提高粘接效果，同时由于颗粒细小，更增加了胶的密封性。 3、在纺织领域 随着科学技术的发展和人类生活水平的提高，人们对服装提出了舒适、新颖、保健的要求，各种功能化的纺织品应运而生。在此，纳米二氧化硅（SP30）发挥了巨大的作用，目前，人们已将其应用到防紫外、远红外、抗菌消臭、抗老化等方面。例如，以纳米二氧化硅（SP30F）和纳米二氧化钛（T25F）的适当配比而成的复合粉体是抗紫外辐射纤维的重要添剂，又如，日本帝人公司将纳米二氧化硅（SP30）和纳米ZnO-JS03）混人化学纤维中，得到的化学纤维具有除臭及净化气的功能，这种纤维可被用于制造长期卧床病人和医院的消臭敷料、绷带、睡农等。 4、在杀菌剂领域 纳米二氧化硅（SP30）具有生理惰性、高吸附性，在杀菌剂的制备中常用作载体，当

超疏水微纳米涂层的制备

ZnO/E-51复合涂料超疏水涂层的制备 1.选题的意义 润湿性是固体表面的重要性质之一，通常用液体在固体表面的接触角来表征。一般把与水的接触角大于１５０°且滚动角小于10°的固体表面，称为超疏水表面。由于超疏水表面与水滴的接触面积非常小，水滴极易从表面滚落，因此，超疏水表面不仅具有自清洁功能，而且还具有防腐蚀、防水、防雾、防雪、防霜冻、防黏附、防污染等功能[1,2]，因而在建筑、包装、服装纺织、液体输送、生物医学、交通运输以及微观分析等领域具有广泛的应用前景[3,4]。 2.实验的目的 荷叶表面具有极佳的疏水性和自清洁能力，研究发现其表面的双重微观粗糙结构和低表面能植物蜡的协同作用是形成疏水性能的主要原因。目前人工制备疏水表面的主要有两个途径：，一类是在低表面能的物质表面构造出一定的粗糙结构[5-6]，另一类则是在粗糙度合适的物质表面覆盖低表面能材料[7-8]。大量研究表明合适尺度的粗糙结构是指具有微－纳米尺度的二元粗糙结构[5]。当前有关超疏水表面制备技术和方法报道得较多，但大多采用复杂、高成本的纳米技术如光刻、静电纺丝、溶胶－凝胶和相分离、化学反应沉积、层层自组装等。受技术与实验条件的限制，这些超疏水表面制备技术与实际应用还有较大差距。本实验通过ZnO微粉与环氧树脂机械混合，制备ZnO/E-51复合涂料，固化后通过简单的化学刻蚀和表面修饰，形成微－纳米尺度二元粗糙结构，获得具有超疏水特性的大面积表面。 3.实验方法 3.1原材料 原材料ZnO微粉，粒径范围为0.1～1.5um；硬脂酸、冰醋酸和无水乙醇,环氧树脂(CYD-128),去离子水，实验室自制；50%的冰醋酸溶液由去离子水与冰醋酸按比例混合，实验室自制；1%的硬脂酸溶液由无水乙醇和硬脂酸按比例混合，实验室自制。 3.2．ZnO/E-51复合涂料的固化 采用真空袋压法制备固化的ZnO/环氧树脂复合涂料。将环氧树脂E-51和ZnO微粉按质量比1：2称量，采用机械搅拌方法混匀，制备环氧树脂浆料；在环氧树脂浆料中加入质量比为10%的二乙烯三胺固化剂，搅拌均匀；再将加入固化剂后的环氧树脂浆料均匀地涂在处理好的模具表面，铺敷真空袋，抽真空并保持；最后，固化、脱模得到固化后的ZnO/环氧树脂复合涂料。 3.3超疏水表面的制备 首先，将上述固化后的ZnO/E-51复合涂料表面用150#水砂纸打磨，再用丙酮清洗，除去污渍；其次，把试件悬挂在50%冰醋酸溶液中刻蚀预定的时间；第3步，把刻蚀后的试件用去离子水在超声作用下清洗，除出试件表面空隙中的残留物，再在60℃烘箱中烘30min；第４步，把试件悬挂在1%硬脂酸的无水乙醇溶液中浸泡预定的时间，进行表面修饰；最后,把修饰后的试件放在50℃烘箱中烘干，即获得具有超疏水性表面的ZnO/E-51复合涂料表面。 3.4表征分析 采用扫描电镜(SEM,Quanta-200,FEI)在电压为20KV下观察表面形貌；与水的接触角采用动／静态接触角仪(SL200B, 上海梭伦信息科技有限公司)测量，去离子水滴直径约为1.5mm，采用微量注射器滴加到试件表面，取3个不同位置

纳米二氧化硅颗粒价格

价格是影响顾客购买的重要因素，也是营销活动中最难以确定的因素，定价要求企业既要考虑企业的成产成本，又要考虑顾客对价格的接受程度，而纳米二氧化硅颗粒价格也在随着行情不断变化，具体价格行情可以直接点击官网恒力特新材料进行在线咨询。下面为您介绍下它的相关知识，希望能给您带来帮助。 纳米二氧化硅是无机粉体中的“半边天”，她的微颗粒表面带负电，不但亲水，而且亲和各种粉体，阴阳平衡，流动如水，具有高分散性，是典型的“干粉改性剂” 纳米二氧化硅表面负电性化学活性高，是粉体材料中少有的酸性氧化物。她与碱结合，可在水中速凝固，她在世界瞩目的墨西哥湾漏油事故中，解决了世界性堵漏难题。因此首先出生中国的纳米二氧化硅便成了世界油田的“女神”，因为特轻质，中国石油业又给她取了绰号——“减轻剂”。

纳米二氧化硅在高性能混凝土中添加水泥用量的1～6%，可使抗压强度提高1倍，并可改善混凝土工作性——可塑性、泵送性、保水性、防泌水性、抗渗性、抗冻性等。适量加入水泥中改性使用，她与游离钙结合即生成硅酸钙凝胶，填充水泥石结构缝隙，使短命的水泥混凝土成为耐久的人造石。 纳米二氧化硅复合少量钛白粉、氧化锌等可成为高分散轻质活性补强粉体，加入橡胶中可生产优质飞机、汽车轮胎。配制功能性纳米复合材料，可广泛应用于新型建材、橡塑制品、油漆涂料、玻璃钢、工程陶瓷、纺织人革、胶粘剂、炼钢脱氢剂、水晶制品…… 恒力特新材料是集科技研发、生产、销售为一体的高新技术企业，是国内和华东地区橡胶助剂骨干企业，恒力特牌橡胶防老剂 8PPD-35、BLE、BLE-W、BLE-C、SP、SP-C、AW、DFC-34等系

列，抗疲劳剂PL-600、橡胶耐磨剂SL-A、橡胶助剂EVR、抗热氧剂RW、阻燃剂、橡胶粘合剂HLT-301、HLT-501系列，橡胶促进剂DTDM、DBM系列，橡胶补强剂FH、FHT系列，都得到了轮胎、胶带、胶管及橡胶制品企业的认可。 公司坐落在安徽阜阳颍州经济开发区，生产工艺先进，检测仪器齐全，产品性能稳定，本着“和谐、诚信、奋进”的企业精神，遵循以“过硬的产品、更好的服务”为宗旨，以更好的性价比为橡胶制品行业提供更多、更优的选择。如果您想进一步了解，可以直接点击官网恒力特新材料进行在线咨询。

纳米二氧化硅

纳米二氧化硅SiO2的研究现状及其运用（邓奕鹏、夏常梁、宁波、赵英孜、王娜） 摘要通过国内外的影响力较大数据库，查找期刊、杂志、论文中的相关文献来了解二氧化硅（SiO2）、在国内外科技前沿的研究现状及运用情况。探究其是否能够作为“荷叶自洁效应及其表膜纳米功能材料的研究及运用“的纳米材料载体。 0 前言“荷叶自洁效应及其表膜纳米功能材料的研究及运用”需要一种纳米材料来构成像荷叶表面的“乳突”的型式结构。以使这种涂层能够具有自清洁效果的。二氧化硅（SiO2）具有来源广泛，耐腐蚀、高硬度、高强度、高韧性、生物友好性等特征。把二氧化硅（SiO2）作为这种乳突的型式结构是一种不错的选择。而且具有可操作性！因此，我们有必要对这些材料有更深的认识，以了解他们的制备方法、表面特征的相关属性。来达到更好的利用二氧化硅（SiO2）的目的。增加自己对二氧化硅（SiO2）的了解。 1、纳米二氧化硅的性质： 1.1 物理性质纳米Si02为无定型白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。经透射电子显微镜测试分析．这种材料明显显现出絮状或网状的准颗粒结构，颗粒尺寸小，比表面积大。工业用Si02称作自炭黑，是一种超微细粉体，质轻，原始粒径O．3 微米以下，相对密度2．319～2．653熔点1750℃，吸潮后形成聚合细颗粒。

1.2 化学性质纳米Si02的体积效应和量子隧道效应使其产生渗透作用，可深入到高分子化合物的“键附近，与其电子云发生重叠，形成空间网状结构，从而大幅度提高了高分子材料的力学强度、韧性、耐磨性和耐老化性等。因而，人们常利用纳米Si02的这些特殊结构和性能对塑料及涂料进行改性或制各有机Si02复合材料，提高有机高分子材料的综合性能。 1.3 光学性质纳米Si02微粒由于只有几个纳米到几十个纳米，因而，它所表现出来的小尺寸效应和表面界面效应使其具有与常规的块体及粗颗粒材料不同的特殊光学特性。采用美国Varian公司Cary一5E分光光谱仪对纳米Si02抽样测试表明，对波长200～280 nm 紫外光短波段，反射率为70％～80％；对波长280～300 nm的紫外中波段，反射率为80％以上：在波长300～800 nm之间，纳米Si02材料的光反射率达85％；对波长在800～1300 nm的近红外光反射率也达70～80％。

纳米二氧化硅

1前言 1.1纳米二氧化硅的发展现状及前景 纳米材料是指微粒粒径达到纳米级(1～100nm)的超细材料。当粒子的粒径为纳米级时，其本身具有量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而展现出许多特有的性质，应用前景广阔。纳米SiO 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 2 粉体的行业。我国对纳米材料的研究起步比较迟，直到“八五计涉及到所有应用SiO 2 划”将“纳米材料”列人重大基础项目之后，这方面的研究才迅速开展起来，并取得了令人瞩目的成果。1996年底由中国科学院固体物理研究所与舟山普陀升兴公司合作，成 [1]，从而使我国成为继美、英、日、德功开发出纳米材料家庭的重要一员——纳米SiO 2 国之后，国际上第五个能批量生产此产品的国家。纳米SiO 的批量生产为其研究开发提 2 供了坚实的基础。 目前，我国的科技工作者正积极投身于这种新材料的开发与应用，上海氯碱化工与华东理工大学[2]建立了连续化的1000t／a规模中试研究装置，开发了辅助燃烧反应器等核心设备，制备了性能优良的纳米二氧化硅产品，其理化性能和在硅橡胶制品中的应用性能，已经达到和超过国外同类产品指标。专家鉴定认为，纳米二氧化硅氢氧焰燃烧合成技术、燃烧反应器和絮凝器等关键设备及应用技术具有创新性，该成果总体上达到国际先进水平，其中在预混合辅助燃烧新型反应器和流化床脱酸两项核心技术方面达到了国际领先水平，对于突破国际技术封锁具有重大价值。但总地来讲，我国纳米SiO 的生 2 产与应用还落后于发达国家,该领域的研究工作还有待突破。 1.2 纳米二氧化硅的性质[3]~[5] 纳米二氧化硅是纳米材料中的重要一员，为无定型白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料。微结构呈絮状和网状的准颗粒结构，为球形。这种特殊结构使它具有独特的性质： 纳米二氧化硅对波长490 nm以内的紫外线反射率高达70%～80%，将其添加在高分子材料中，可以达到抗紫外线老化和热老化的目的。 纳米二氧化硅的小尺寸效应和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，改善高分子材料的热、光稳定性和化学稳定性，从而提高产品的抗老化性和耐化学性。 纳米二氧化硅在高温下仍具有强度、韧度和稳定性高的特点，将其分散在材料中，

超疏水材料研究报告进展

超疏水材料研究进展 摘要:本文介绍了超疏水材料的性质、应用、转变、制备以及存在的问题等。详细介绍了超疏水材料在流体减阻中、抗腐蚀中、建筑防污耐水等领域内、微流体控制方面的应用和常用的几种制备方法。 关键词:超疏水材料；超疏水应用；制备 1 引言 近年来，超疏水材料引起了人们的普遍关注。所谓超疏水材料，就是指水在材料平面上的接触角大于150°的材料。超疏水材料的特性最初是在荷叶上发现的，荷叶表面的超疏水特性赋予了它们非常好的自清洁效应，污染物很容易被水滴带走[1]。有关超疏水的基础理论研究始于上世纪50年代，因其优异的自洁性有望在国防、众多工业领域和日常生活等方面有广阔的应用前景，研究工作备受各国重视。固体表面的润湿性是由其化学组成和表面微观结构共同决定的。目前，通过对荷叶表面自洁性的仿生研究表明，因其层级微、纳米结合的双微观结构和覆盖在上面的低表面能物质的协同效应而表现出完美的疏水性[2]。 人们通常用液体在材料表面的接触角来表征材料表面的润湿性。按照水滴在材料表面接触角大小的不同，我们可以将材料进行如下分类当接触角小于90o时，我们认为这种材料是亲水材料；如果水滴在材料表面的接触角小于5o，那么这种材料是超亲水材料，例如经浓硫酸和双氧水（体积比为7：3）处理过的硅片，水滴在它的上面会立刻铺展开，展示出超亲水的性质；当材料表面接触角大于90o时，我们认为这种材料是疏水材料；如果材料的表面接触角大于150o那么我们认为这种材料是超疏水材料，例如我们前面所提到的荷叶，水滴在其表面的接触角大于150o，不能稳定停留，极易滑落，因而造就了它“出淤泥而不染”的性质。如图1所示，（a）为亲水，（b）为疏水。 (a) (b)

纳米二氧化硅微球的应用及制备进展_姜小阳

第30卷第3期 硅酸盐通报Vol．30No．32011年6月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY June ，2011 纳米二氧化硅微球的应用及制备进展 姜小阳，李霞 （青岛科技大学材料科学与工程学院，青岛266042） 摘要：纳米二氧化硅微球在电子、光学器件、化学生物芯片、催化等领域有着广泛的应用。本文综述了近几年纳米 二氧化硅微球几种制备方法，例如：溶胶-凝胶法、模板法、沉淀法、超重力法、微乳液法等，并对这些工艺方法的优缺 点做了简单评述， 最后对二氧化硅的应用前景进行了展望。关键词：纳米二氧化硅；微球；应用；制备 中图分类号：O613文献标识码：A 文章编号：1001- 1625（2011）03-0577-06Progress in Application and Preparation of Nano-silica Microspheres JIANG Xiao-yang ，LI Xia （College of Materials Science and Engineering ，Qingdao University of Science and Technology ，Qingdao 266042，China ） Abstract ：Nanosized silica microspheres have important applications in electronics ，optical devices ，chemical biosensors ，catalysis ，etc．In this thesis ，the preparation methods of nano-silica were reviewed such as sol-gel process ，template process ，precipitation process ，high gravity reactive method ，micro- emulsion method ，etc．The relative merits of each method are introduced．At last ，the application prospect of nano-silica microspheres is depicted． Key words ：nano-silica ；microspheres ；application ；preparation 基金项目：国家自然科学基金（No．51072086）资助项目 作者简介：姜小阳（1985-），男，硕士．主要从事纳米二氧化硅微球的制备及应用的研究． 通讯作者：李霞．E-mail ：lix@qust．edu．cn 1引言 纳米固体或纳米微粒是指颗粒粒度属于纳米量级（1 100nm ）的固态颗粒［1］。纳米二氧化硅微球为无 定型白色粉末，无毒、无味、无污染，表面存在大量羟基和吸附水，具有粒径小、纯度高、比表面积大、分散性能好等特点，并凭借其优越的稳定性、补强性、触变性和优良的光学及机械性能，广泛应用于生物医药、电子、催化剂载体及生物材料、工程材料等领域 ［2］。如今，纳米二氧化硅微球的制备和应用研究工作已成为材料科 研领域的一大热点［3］。2纳米二氧化硅微球的应用 纳米二氧化硅在添加剂、橡胶、塑料、纤维、彩色打印、军事材料、生物技术等领域有着广泛的应用。纳米SiO 2表面含有大量的羟基与不饱和键，可以在摩擦副表面形成牢固的化学吸附膜，从而保护金属摩擦表面，改善润滑油的摩擦性能，因此可以作为一种高性能、高环保型润滑油的添加剂 ［4］。利用纳米SiO 2可以吸收

纳米二氧化硅价格

在我们的认知里，厂家进行直接销售是有利于顾客进行购买的，首先没有了繁琐的分销渠道费用，也少了中间商赚取差价的机会，所以其性价比高的价格优势得以体现，也让很多顾客一直在寻找厂家价格。下面由纳米二氧化硅厂家恒力特新材料为您介绍下它的相关知识，能够帮助您在购买此产品时有全面的认知。 纳米二氧化硅在高性能混凝土中添加水泥用量的1～6%，可使抗压强度提高1倍，并可改善混凝土工作性——可塑性、泵送性、保水性、防泌水性、抗渗性、抗冻性等。适量加入水泥中改性使用，她与游离钙结合即生成硅酸钙凝胶，填充水泥石结构缝隙，使短命的水泥混凝土成为耐久的人造石。 纳米二氧化硅复合少量钛白粉、氧化锌等可成为高分散轻质活性

补强粉体，加入橡胶中可生产优质飞机、汽车轮胎。配制功能性纳米复合材料，可广泛应用于新型建材、橡塑制品、油漆涂料、玻璃钢、工程陶瓷、纺织人革、胶粘剂、炼钢脱氢剂、水晶制品…… 纳米二氧化硅的“海绵体”轻质特性，可作为活性载体，分散吸纳各种颜料、药物、化工材料等，生产各种功能材料制品，如隐形飞机涂料、防辐射抗紫外线材料、屏蔽电磁波、降解涂料中甲醇等有害物，抗菌、抗静电、导电、储能电池、医药制药赋形、化工催化促进、纺织保健……。 纳米二氧化硅是新材料革命的“女神”，也是“为民造福的基础原材料”，电子时代的战备物资、太阳能电池的储能材料。它的用途和潜在市场可改变一个国家，一个地区的经济结构！ 恒力特新材料是集科技研发、生产、销售为一体的高新技术企业，是国内和华东地区橡胶助剂骨干企业，恒力特牌橡胶防老剂 8PPD-35、BLE、BLE-W、BLE-C、SP、SP-C、AW、DFC-34等系

超疏水纳米材料的应用

《纳米科技导论》文献综述题目：超疏水纳米材料的应用 学院：＿＿＿专业：＿＿班级：＿学号：＿＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿＿＿＿ 年月日

超疏水纳米材料的应用 姓名 （学校学院班级指导教师） 摘要：几十年来人们在荷叶，水黾腿，蝴蝶翅膀等自然界中超疏水性组织和器官的启发下，研究了各种各样的超疏水纳米材料，超疏水纳米材料的设计和研发的目标不仅在于模仿生物的功能结构，更主要的是制备组分和结构均可调的超疏水表面。超疏水表面纳米材料具有特殊微纳米结构，因此有疏水自清洁性，防污染等一系列优异性能，同时在强度、耐热、耐酸碱等性能方面又十分优异的新材料。该类材料在国防、工业、农业、医学、建筑涂料及交通航行等多个领域中。但它们对各种低表面能的液体反而更加亲液。近年来超疏液纳米材料作为超疏水纳米材料的升级和扩展，它对几乎所有液体都具有接近150度左右的接触角,可以极大降低固液表面的粘附力和流动阻力,而且压力稳定性比同样结构的超疏水表面更好。但是,超疏液纳米材料的制备也比超疏水表面更有挑战性,因为需要制备球状、蘑菇状等倒悬微纳米结构,使得低表面能的液体能够钉扎在这些结构上保持悬空状态。因此有望在诸多领域取代超疏水纳米材料并开发出更多新兴的应用。 关键词：纳米，超疏水，应用，表面，接触角 引言 纳米超疏水性材料的发现很早，而系统化理论的建立则是要归功于20世纪三四十年代 Wenzel和 Cassie的研究工作。他们发现了表面粗糙度微结构与浸润性之间所具有的关系。大多固体的表面往往不是光滑和平整的，从微观上看凹凸不平有起伏。在较好的超疏水情况下，液体滴在固体表面上，并不能完全填满粗糙固体表面上的凹面，在液滴与固体凹面之间将会存在有空气。表观上看，固

仿生超疏水二氧化硅_聚氨酯复合涂层的制备及性能_喻华兵

第30卷第1期高分子材料科学与工程 Vol .30,No .1　2014年1月 POLYMER MA TERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Jan .2014 仿生超疏水二氧化硅/聚氨酯复合涂层的制备及性能 喻华兵 1,2 ,汪存东2,李瑞丰 1 (1.太原理工大学精细化工研究所,山西太原030024;2.中北大学化工与环境学院,山西太原030051) 摘要:以纳米二氧化硅(SiO 2)和不同有机硅含量改性的聚氨酯(P U )为原料,以乙酸乙酯为分散剂,采用简单的喷涂工艺,通过仿生的方法制备出与荷叶表面结构相似的SiO 2/P U 微-纳米复合涂层。用扫描电镜(SEM )对涂层表面进行了表征,研究了SiO 2与P U 的质量比以及有机硅含量对涂层表面结构及接触角的影响,并考察了涂层结构的稳定性,分析了涂层的形成机理和结构特点。结果表明,涂层表面具有与荷叶表面相似的微-纳米结构,SiO 2与P U 的质量比在4∶5至3∶5之间,有机硅质量分数大于15%时,涂层的水接触角为158°,滚动角为3°,具有超疏水特性,并且结构稳定,测试胶带剥离6次后,涂层仍具有超疏水特性。 关键词:仿生;超疏水;复合涂层;微-纳米结构;聚氨酯 中图分类号:T Q 323.8 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2014)01-0136-05 收稿日期:2013-08-22 基金项目:山西省青年科技研究基金项目(2013021012-4)通讯联系人:喻华兵,主要从事功能材料的合成及应用研究,E -mail :yuhuabing80@https://www.wendangku.net/doc/c112071317.html, 超疏水性是指物体表面与水接触时所形成的接触角大于150°,滚动角小于10°的疏水性能。超疏水表面 在现实生产、生活中具有广阔的应用前景,可用于防水、防污、自清洁、流体减阻、抑菌等领域[1,2]。寻求、开发和研制具有高性能的新型疏水材料一直是科学家们所关注的课题,也是多年来仿生学领域研究的热点之一。 目前制备超疏水性材料的方法主要有:刻蚀法[3] 、静电纺丝法[4] 、等离子技术[5] 、相分离法[6] 、模板法[7]和溶胶-凝胶法[8]等。这些方法大多工艺复杂、设备昂贵,大面积制备困难,并且表面粗糙结构脆弱,使得涂层的力学性能以及对基体的防护性能均较差,达不到持久超疏水的作用。因而制约了超疏水涂层在工业上的广泛应用。 本研究根据荷叶表面超疏水微-纳米结构的特点[9],采用纳米二氧化硅(SiO 2)、有机硅改性聚氨酯(PU )为原料,复配成混合分散液,采用喷涂工艺,结合组分间的相分离、自组装技术,构建出类似荷叶表面微-纳米粗糙结构的SiO 2/PU 超疏水涂层。这种涂层结合了聚氨酯和二氧化硅材料的优点,具有易得,附着力好、可大面积制备、结构稳定、超疏水持久等特点,应用前景可佳。 1　实验部分 1.1　实验药品与仪器 市售纳米二氧化硅(SiO 2):粒径约为15nm ,太仓欣鸿化工有限公司;乙酸乙酯:分析纯,北京化工厂;甲苯二异氰酸酯(TDI ):分析纯,上海试剂厂;聚丙二醇(PPG -1000):工业品,海安国力化工有限公司;羟基硅油:羟基含量9%,化学纯,济南豪耀商贸有限公司。 上壶喷漆枪:日本岩田W -71型,喷嘴口径1.0mm ;超声波清洗器:昆山市超声仪器有限公司,KQ -50DA 型;接触角测试仪:上海中晨数字技术设备有限公司,JC2000C 型;场发射扫描电镜(SEM ):日本日立S4700型;测试胶带:美国3M610型,规格19m m ×66m 。1.2　有机硅改性聚氨酯的制备 在装有冷凝管、搅拌器和温度计的四口瓶中加入聚丙二醇(PPG ),110℃真空脱水2h ,然后冷却到60℃,加入计量好的甲苯二异氰酸酯(TDI ),滴加3滴二月桂酸二丁基锡(DBTL )催化剂,控制反应温度为75℃～80℃,反应2h 。再加入羟基硅油进行扩链,反应2h 。分别制得分子链中有机硅质量分数为3%、5%、8%、10%、15%、18%的湿固化型有机硅改性聚氨酯。反应机理如Fig .1所示。

超疏水材料及其应用

超疏水材料及其应用 落在荷叶上的雨滴形成水珠顺着叶面缓缓滚动而落下，这种抗水性称为荷叶效应。这是由于荷叶表面的疏水层呈现纳米级的凹凸不平，减少了水珠与叶面的接触面积，植物叶子表面具有的超疏水自清洁的特性，为构建人工疏水表面及设计浸润性可控的界面提供了灵感，引起了研究者的极大关注。 一、超疏水材料的表面特征 润湿性是指液体与固体表面接触时，液体可以渐渐渗入或附着在固体表面上，是固体表面重要特征之一，这种特征由固体表面化学组成及微观结构共同决定，接触角和滚动角是评价固体表面润湿性的重要参数，超疏水性表面具有防雪、防污染、抗氧化及防止电流传导等特性。 植物叶子表面有许多丛生的放射状为茸毛，该微茸毛尖端极易亲水，入水后能瞬间锁定水分子，使叶片表层到茸毛尖端之间形成了一薄层空气膜，从而避免叶片与水直接接触。Brthltt研究发现，这种微茸毛有乳突及腊状物构成，其为微米结构。中科院研究员江雷研究发现，乳突为纳米结构，这种纳米与微米相结合的双微观结构正是引起表面防污自洁的根本原因。 研究表明，具有较大接触角和较小滚动角的超疏水性表面结构为微米级及纳米级结构的双微观复合结构，且这种结构直接影响水滴的运动趋势。超疏水表面的结构通常采用两种方法。一是在疏水材料表面上构建微观结构，二是在粗糙表面上修饰低表面能物质，由于降低表面自由能在技术上容易实现，因此超疏水表面制备技术的关键在于构建合适的表面微细结构。当前，一报道的超疏水表面制备技术主要有溶胶—凝胶法、模板法、自组装法及化学刻蚀法。 二、在日常生活中的应用 空调夏天制冷时，换热器上会产生大量冷凝水，需要专门的排水管排到室外，这不仅降低了空调的能效比，还容易出现漏水现象，更为严重的会造成室内的空气湿度不断减小，使人们生活、工作的环境恶化。同样，冬天空调制热时，室外机换热器会结霜，为了除霜不得不经常停掉空调，这不仅浪费电能不利于制热，还容易出现各种故障。东南大学化工系陈志明教授研究发现，空调换热器的表面用超疏水材料处理后，不仅能避免上述问题的出现，还能明显降低空调器的噪声，延长空调器的使用寿命，且可节约空调器的设计成本。经过工业涂覆验证，其各项性能指标均达到了国际水平，可代替进口产品。

超疏水材料研究进展

超疏水材料研究进展

超疏水材料研究进展 摘要: 本文介绍了超疏水材料的性质、应用、转变、制备以及存在的问题等。详细介绍了超疏水材料在流体减阻中、抗腐蚀中、建筑防污耐水等领域内、微流体控制方面的应用和常用的几种制备方法。 关键词:超疏水材料；超疏水应用；制备 1 引言 近年来，超疏水材料引起了人们的普遍关注。所谓超疏水材料，就是指水在材料平面上的接触角大于150°的材料。超疏水材料的特性最初是在荷叶上发现的，荷叶表面的超疏水特性赋予了它们非常好的自清洁效应，污染物很容易被水滴带走[1]。有关超疏水的基础理论研究始于上世纪50年代，因其优异的自洁性有望在国防、众多工业领域和日常生活等方面有广阔的应用前景，研究工作备受各国重视。固体表面的润湿性是由其化学组成和表面微观结构共同决定的。目前，通过对荷叶表面自洁性的仿生研究表明，因其层级微、纳米结合的双微观结构和覆盖在上面的低表面能物质的协同效应而表现出完美的疏水性[2]。 人们通常用液体在材料表面的接触角来表征材料表面的润湿性。按照水滴在材料表面接触角大小的不同，我们可以将材料进行如下分类当接触角小于90o时，我们认为这种材料是亲水材料；如果水滴在材料表面的接触角小于5o，那么这种材料是超亲水材料，例如经浓硫酸和双氧水（体积比为7：3）处理过的硅片，水滴在它的上面会立刻铺展开，展示出超亲水的性质；当材料表面接触角大于90o时，我们认为这种材料是疏水材料；如果材料的表面接触角大于150o那么我们认为这种材料是超疏水材料，例如我们前面所提到的荷叶，水滴在其表面的接触角大于150o，不能稳定停留，极易滑落，因而造就了它“出淤泥而不染”的性质。如图1所示，（a）为亲水，（b）为疏水。 (a) (b) 图1 接触角示意图

纳米二氧化硅

纳米二氧化硅 简介： 为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。一、XZ-G01二氧化硅产品的主要技术指标，含量：99.99 % 水分≤0.01 二、XZ-G01二氧化硅用途1、涂料及饱和树脂的增稠剂和触变剂；2、平光剂：家具漆有向亚光方向发展的趋势，列沦清漆或色漆均可使用超细二氧化硅凝胶产品作为平光剂，另外卷材涂层、PVC、塑料壁纸、雨衣帐篷等平光剂亦可使用此类产品。3、聚乙烯、聚苯烯、无毒聚氯乙稀薄膜抗阻塞剂/开口剂。三．XZ-G01二氧化硅在高分子工业中的应用它广泛地应用于橡胶、塑料、电子、涂料、陶（搪）瓷、石膏、蓄电池、颜料、胶粘剂、化妆品、玻璃钢、化纤、有机玻璃、环保等诸多领域。 应用范围 由于纳米二氧化硅SP30具有小尺寸效应，表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子遂道效应和特殊光、电特性、高磁阻现象、非线性电阻现象以及在高温下仍具的高强、高韧、稳定性好等奇异性，纳米二氧化硅可广泛应用各个领域，具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。纳米二氧化硅是应用较早的纳米材料之一，关于纳米SiO2在橡胶改性、工程塑料、陶瓷、生物医学、光学、建材、树脂基复合材料改性中的应用已有过许多报道，这里重点介绍纳米氧化硅SP30）在其他领域的应用进展。 4.1在涂料领域 纳米二氧化硅具有三维网状结构，拥有庞大的比表面积，表现出极大的活性，能在涂料干燥时形成网状结构，同时增加了涂料的强度和光洁度，而且提高了颜料的悬浮性，能保持涂料的颜色长期不退色。在建筑内外墙涂料中，若添加纳米氧化硅，可明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂、施式性能良好，尤其是抗沾污染性能大大提高，具有优良的自清洁能力和附着力。纳米SiO2还可与有机颜料配用，可获得光致变色涂料，M．P ．J ．Peeters 等用溶胶凝胶法合成了含纳米二氧化硅SP30的全透明的耐温涂料 H．Schmidt 等合成了很厚的含纳米SiO2的涂料，并耐高温，在500℃下没有出现裂缝，Fayna Mamme ri等合成了P MMA- SiO2纳米涂料。明显增强了涂料的弹性和强度。

纳米二氧化硅在PVC中的应用

PVC/超细二氧化硅复合材料的制备及其性能研究 超细SiO2因其粘合力强、比表面积大、分散性好、光学性能和机械性能优良，广泛应用于催化剂载体、高分子复合材料、电子封装材料、精密陶瓷材料、橡胶等诸多行业的产品中。由于超细二氧化硅与PVC结构相差甚远，很难将其均匀分散在PVC中，需要对二氧化硅进行表面改性。本实验采用的改性剂硅烷偶联剂遇水极易分解，若将其直接滴加在水溶性二氧化硅溶胶中，实验很难成功。因此，作者首先用BS-12将二氧化硅从水溶胶中沉淀出来，然后与无水乙醇共混进行常压蒸馏将大量的水带出，再加入硅烷偶联剂进行改性，使二氧化硅表面接枝上大分子支链。然后利用常规聚合物共混加工手段，将改性后的超细微粒填充入聚合物中，使PVC的性能得到了改善。 1 实验 1.1 主要材料 纳米SiO2溶胶，安徽科纳新材料有限公司； KH-560硅烷偶联剂，南京大学应化所； PVC，SG5型，葫芦岛锦化聚氯乙烯有限公司； ACR，201型，山东莱芜市合成化工厂； 超细碳酸钙，工业级，江西永平永发轻钙厂； 三盐基硫酸铅、环氧大豆油、BS-12、聚乙烯醇，均为工业纯，市售。 1.2 仪器及设备

转矩流变仪，XSS-300，上海轻工机械公司；开炼机，XK-160，南京橡塑机械厂；平板硫化机，QLB350×350×2，无锡市第一橡塑机械厂；万能实验机；RGT-30A，深圳市瑞格尔仪器有限公司；冲击试验机，JB6，吴忠材料实验机厂；扫描电镜，JSM-5610LV。 1.3 纳米二氧化硅的表面处理 在250 mL三口瓶中，加入100 g纳米SiO2溶液，搅拌。将适量的聚乙烯醇和BS-12缓慢滴加入纳米SiO2溶液中，使溶液变成膏状。加入50 g无水乙醇，强烈搅拌0.5 h，调低转速，加热到液体共沸温度83℃开始常压蒸馏，待体系变粘稠时，停止加热，冷却至室温。重复以上操作三次，再加入50 g乙醇，强烈搅拌后，滴加1.5 g KH-560，在70℃以下反应2 h，蒸馏，将所得粉体在50℃下真空干燥，研磨。 1.4 试样制备 将各种物料称重混匀后，在密炼机上进行密炼。密炼机转速50 r/min，温度175℃，密炼时间10min。从密炼机出料后在开炼机上进行开炼，然后在平板硫化机上模压成型，时间为10min，温度180℃。 1.5 性能测试 1.5.1 冲击强度的测定，按国家标准GB043-79测试。 1.5.2 拉伸、屈服强度及断裂伸长率的测定

纳米二氧化硅的用途

纳米二氧化硅的用途 , 纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”，广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。 (一)、电子封装材料 有机物电致发光器材(OELD)是目前新开发研制的一种新型平面显示器件，具有开启和驱动电压低，且可直流电压驱动，可与规模集成电路相匹配，易实现全彩色化，发光亮度高(>105cd/m2)等优点，但OELD器件使用寿命还不能满足应用要求，其中需要解决的技术难点之一就是器件的封装材料和封装技术。目前，国外(日、美、欧洲等)广泛采用有机硅改性环氧树脂，即通过两者之间的共混、共聚或接枝反应而达到既能降低环氧树脂内应力又能形成分子内增韧，提高耐高温性能，同时也提高有机硅的防水、防油、抗氧性能，但其需要的固化时间较长(几个小时到几天)，要加快固化反应，需要在较高温度(60?至100?以上)或增大固化剂的使用量，这不但增加成本，而且还难于满足大规模器件生产线对封装材料的要求(时间短、室温封装)。将经表面活性处理后的纳米二氧化硅充分分散在有机硅改性环氧树脂封装胶基质中，可以大幅度地缩短封装材料固化时间(为2.0-2.5h),且固化温

【CN110041823A】适用于建筑的纳米超疏水材料及其应用【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910255321.9 (22)申请日 2019.04.01 (66)本国优先权数据 201811391403.8 2018.11.21 CN (71)申请人 浙江中碧蓝新材料科技股份有限公 司 地址 314100 浙江省嘉兴市嘉善县惠民街 道松海路9号5号厂房第一层103室 (72)发明人 余海明　 (51)Int.Cl. C09D 183/04(2006.01) C09D 5/16(2006.01) C09D 7/61(2018.01) C09D 7/63(2018.01) E04B 2/00(2006.01) E04B 1/94(2006.01)E04B 1/66(2006.01)E04C 1/40(2006.01) (54)发明名称 适用于建筑的纳米超疏水材料及其应用 (57)摘要 本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一 种适用于建筑的纳米超疏水材料及其应用。它解 决了现有技术成本高等技术问题。本适用于建筑 的纳米超疏水材料包括以下组分和重量份含量： 甲基三甲氧基硅烷3.2-4.1，份对二甲苯1.0-1.6 份，纳米二氧化硅6.0-10份，无水乙醇50-65份， 碳纳米管1.1-1.5份，棕榈酸三甘油酯0.5-1.1 份。本发明的优点在于： 能够延长建筑使用寿命。权利要求书2页 说明书11页 附图12页CN 110041823 A 2019.07.23 C N 110041823 A

1.适用于建筑的纳米超疏水材料，其特征在于， 包括以下组分和重量份含量： 2.根据权利要求1所述的适用于建筑的纳米超疏水材料制成的疏水混合材料，其特征在于，本疏水混合材料包括以下成分：纳米超疏水材料、泥土和石子。 3.根据权利要求1所述的适用于建筑的纳米超疏水材料制成的疏水混合材料，其特征在于，本疏水混合材料包括以下成分：纳米超疏水材料、水泥和石子。 4.根据权利要求2所述的疏水混合材料，其特征在于，本材料还包括氢氧化钙。 5.建筑外墙砖，包括外墙砖基体，在外墙砖基体的外表面设有纳米材料疏水层，其特征在于，在外墙砖基体的外表面设有若干向外凸出且呈阵列分布的半球形凸起，在外墙砖基体的外表面和半球形凸起的弧形凸面上分别设有上述的纳米材料疏水层，且设置在外墙砖基体外表面上的纳米材料疏水层厚度大于设置在弧形凸面上的纳米材料疏水层厚度，在外墙砖基体周向四表面上分别设有网状凹槽。 6.根据权利要求5所述的建筑外墙砖，其特征在于，所述的外墙砖基体外表面周边设有向外凸起的凸边，所述的凸边呈矩形，所述的凸边上也设有纳米材料疏水层。 7.纳米疏水保温墙，包括从外向内依次设置的外墙砖层、中间拼接墙板和内阻燃墙布，其特征在于，所述的中间拼接墙板靠近外墙砖层的一面设有防水膜，在中间拼接墙板上设有若干呈阵列分布的过钉孔，以及插于每个过钉孔内的自攻钉，自攻钉与外墙砖层连接，外墙砖层包括若干块依次堆叠的外墙砖基体，在外墙砖基体的外表面设有纳米材料疏水层，在外墙砖基体的外表面设有若干向外凸出且呈阵列分布的半球形凸起，在外墙砖基体的外表面和半球形凸起的弧形凸面上分别设有上述的纳米材料疏水层，且设置在外墙砖基体外表面上的纳米材料疏水层厚度大于设置在弧形凸面上的纳米材料疏水层厚度。 8.根据权利要求7所述的纳米疏水保温墙，其特征在于，所述的中间拼接墙板包括若干块依次拼接的拼接板材，在每块拼接板材的内表面分别设有内阻燃墙布；所述的拼接板材一侧设有拼接卡槽，在拼接板材的另一侧设有拼接卡条，相邻的两块拼接板材通过拼接卡槽和拼接卡条连接。 9.根据权利要求8所述的纳米疏水保温墙，其特征在于，拼接卡槽的槽壁上设有内凸锁止条，在拼接卡条上设有与所述的内凸锁止条相匹配的匹配槽，内凸锁止条沿着拼接卡槽长度方向设置，匹配槽沿着内凸锁止条长度方向设置；在拼接卡槽的槽底设有橡胶止水条，拼接卡条远离拼接板材的一侧与橡胶止水条接触从而迫使橡胶止水条径向发生挤压形变。 10.根据权利要求9所述的纳米疏水保温墙，其特征在于，拼接卡条远离拼接板材的一侧具有弧形凸面，弧形凸面的半径大于圆弧凹槽的半径，拼接卡条远离拼接板材的一侧卡入圆弧凹槽则迫使圆弧凹槽向外形变；橡胶止水条具有与拼接卡槽槽底平面相互吻合的接 权　利　要　求　书1/2页2CN 110041823 A