CN101429290A - 六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法 - Google Patents

六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101429290A
CN101429290A CNA2008103065515A CN200810306551A CN101429290A CN 101429290 A CN101429290 A CN 101429290A CN A2008103065515 A CNA2008103065515 A CN A2008103065515A CN 200810306551 A CN200810306551 A CN 200810306551A CN 101429290 A CN101429290 A CN 101429290A
Authority
CN
China
Prior art keywords
methyldisilazane
silicon dioxide
hexa
graft modified
modified silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008103065515A
Other languages
English (en)
Inventor
于杰
刘杨
鲁圣军
李伟
胡智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Composite Modified Polymer Material Engineering Technology Research Cen
Original Assignee
National Composite Modified Polymer Material Engineering Technology Research Cen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Composite Modified Polymer Material Engineering Technology Research Cen filed Critical National Composite Modified Polymer Material Engineering Technology Research Cen
Priority to CNA2008103065515A priority Critical patent/CN101429290A/zh
Publication of CN101429290A publication Critical patent/CN101429290A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种六甲基二硅氮烷接枝改性硅溶胶及其制备方法，它是由六甲基二硅氮烷在恒温条件加入到酸性硅溶胶中，将反应产物干燥制备而成，本发明利用分子间脱水反应将六甲基二硅氮烷中的－Si(CH3)3基团接枝到硅溶胶分子中，使得硅溶胶的胶粒表面布满－Si(CH3)3基团，有效提高了硅溶胶的疏水性能，从而大大提高了硅溶胶与有机聚合物之间的亲和性，扩大了硅溶胶在有机聚合物中的应用。

Description

六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性二氧化硅技术领域，特别是涉及一种六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法。
背景技术
纳米SiO2/聚合物复合材料是研究者们重点关注的研究体系。纳米SiO2粒子表面存在大量羟基，表面活性很高，易于团聚，在有机聚合物中的分散性及与聚合物的界面粘结状况不好，因此需要对SiO2粒子表面进行改性以降低其表面活性从而改善其在聚合物中的分散及其与聚合物材料的粘结。纳米SiO2表面改性方法主要有机械化学改性、外膜层改性、表面覆盖改性以及局部活性改性。
硅溶胶是无定形SiO2聚集颗粒在水中均匀分散的胶体溶液，其主要成分是胶体形态的水合SiO2，胶粒大小一般为5～100nm。应用硅溶胶与聚烯烃材料共混可改善SiO2粒子在聚合物材料基体中的分散性并提高聚烯烃的性能。但硅溶胶中的SiO2聚集颗粒表面同样存在大量的羟基，疏水性能差，与有机聚合物材料共混时的亲和性有待提高。
发明内容
基于现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提高二氧化硅的疏水性能，增强其与有机聚合物材料的表面亲和力，以改善其在聚合物中的分散性及粘结性，提供一种六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
按照摩尔份计算，本发明六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅是由六甲基二硅氮烷1～7份加入到浓度为7.24％～30.7％(重量)的酸性硅溶胶10份中制备而成，其中酸性硅溶胶的摩尔量以二氧化硅计算。
优选的，上述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅是由六甲基二硅氮烷1～5份加入到浓度为8.96％～24.83％(重量)的酸性硅溶胶10份中制备而成。
最佳的，前述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅是由六甲基二硅氮烷5份加入到浓度为9.8％(重量)的酸性硅溶胶10份中制备而成。
前述的酸性硅溶胶的pH值为1～1.3。
优选的，前述酸性硅溶胶的pH值为1.14。
前述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅的制备方法：取酸性硅溶胶，置于25～65℃的恒温水浴中，加入六甲基二硅氮烷，搅拌，反应1～6小时，置于干燥箱中在80～120℃干燥成固体，研磨成细粉，在120～130℃干燥至恒重，即得六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅。
优选的，上述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅的制备方法为：取酸性硅溶胶，置于25～45℃的恒温水浴中，以1滴/8～12秒的速度滴加六甲基二硅氮烷，450～600转/分钟的速度搅拌，反应1～3小时，置于真空干燥箱中在80～120℃干燥成固体，研磨成细粉，在120～130℃继续干燥至恒重，即得六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅。
最佳的，前述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅的制备方法为：取酸性硅溶胶，置于35℃的恒温水浴中，以1滴/10秒的速度滴加六甲基二硅氮烷，500转/分钟的速度搅拌，反应2小时，置于真空干燥箱中在100℃干燥成固体，研磨成细粉，在125℃继续干燥至恒重，即得六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅。
硅溶胶是一种无机高分子材料，其胶粒(即二氧化硅分子)表面覆盖了大量羟基，在酸性条件下，利用六甲基二硅氮烷与二氧化硅分子表面所覆盖的羟基间的脱水反应将—Si(CH3)3接枝到硅溶胶分子中，然后干燥，制备改性二氧化硅。
从附图1可以看出，在2960.83cm-1处出现了一个很明显的—CH3的C-H振动吸收峰，在855.40cm-1处也出现了一个较微小的峰，归属于Si-C振动吸收峰，同时在1080.25cm-1、474.27cm-1、800.29cm-1处出现的三个峰，归属于Si-O-Si振动吸收峰，此傅立叶红外光谱图即可充分说明—Si(CH3)3已接枝到二氧化硅分子上。
从附图2(包括a、b和c)可以看出，控制不同的反应物摩尔比、反应温度和反应时间都可使接枝率(接枝率：以—Si(CH3)3占改性二氧化硅产物的质量百分含量来表征)出现先升后降的变化，其中当n(HMDS)/n(Si Sols)为5:10、反应温度35℃、反应时间为2h时，可使接枝率达到最大。
与现有技术相比，本发明利用分子间脱水反应将六甲基二硅氮烷中的—Si(CH3)3基团接枝到硅溶胶分子中，使得硅溶胶的胶粒表面布满—Si(CH3)3基团，经干燥制得改性二氧化硅，有效提高了二氧化硅的疏水性能，从而大大提高了二氧化硅与有机聚合物之间的亲和性，扩大了二氧化硅在有机聚合物中的应用。
附图说明
图1是六甲基二硅氮烷接枝硅溶胶的傅立叶红外光谱图；
图2(a)是六甲基二硅氮烷(HMDS)和硅溶胶(Si Sols)的摩尔比对接枝率的影响，其中，硅溶胶的摩尔量以二氧化硅计算；
图2(b)是反应温度(℃)对接枝率的影响；
图2(c)是反应时间(h)对接枝率的影响。
具体实施方式
以下仅用优选实施方式为例对本发明的技术内容进行具体阐述，在技术方案所述范围内均可得到六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅。
取质量浓度为9.8％、pH值为1.14的硅溶胶100g，倒入三口烧瓶中，将反应体系置于35℃的恒温水浴槽中，在三口烧瓶中***电动搅拌棒、温度计和直形冷凝管。取50g六甲基二硅氮烷(HMDS)，置于滴液漏斗中，设定HMDS的滴加速度平均为1d/10s(以保持反应温度恒定)、搅拌棒的搅拌速度为500r/min，并开启冷凝水回流。滴加HMDS，反应2小时后，置于真空干燥箱中在100℃干燥成固体，研磨成细粉，随后在125℃继续干燥至恒重，即得六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅。
所得的改性二氧化硅具有很好的疏水性能，可广泛应用于有机聚合物材料例如聚烯烃的共混改性。

Claims (8)

  1. 【权利要求1】一种六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅，其特征在于：按照摩尔份计算，它是由六甲基二硅氮烷1～7份加入到浓度为7.24％～30.7％(重量)的酸性硅溶胶10份中制备而成，其中酸性硅溶胶的摩尔量以二氧化硅计算。
  2. 【权利要求2】按照权利要求1所述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅，其特征在于：按照摩尔份计算，它是由六甲基二硅氮烷1～5份加入到浓度为8.96％～24.83％(重量)的酸性硅溶胶10份中制备而成。
  3. 【权利要求3】按照权利要求2所述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅，其特征在于：按照摩尔份计算，它是由六甲基二硅氮烷5份加入到浓度为9.8％(重量)的酸性硅溶胶10份中制备而成。
  4. 【权利要求4】按照权利要求1至3任一所述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅，其特征在于：所述酸性硅溶胶的pH值为1～1.3。
  5. 【权利要求5】按照权利要求4所述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅，其特征在于：所述酸性硅溶胶的pH值为1.14。
  6. 【权利要求6】权利要求1至5任一所述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅的制备方法，其特征在于：取酸性硅溶胶，置于25～65℃的恒温水浴中，加入六甲基二硅氮烷，搅拌，反应1～6小时，置于干燥箱中在80～120℃干燥成固体，研磨成细粉，在120～130℃干燥至恒重，即得六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅。
  7. 【权利要求7】按照权利要求6所述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅的制备方法，其特征在于：取酸性硅溶胶，置于25～45℃的恒温水浴中，以1滴/8～12秒的速度滴加六甲基二硅氮烷，450～600转/分钟的速度搅拌，反应1～3小时，置于真空干燥箱中在80～120℃干燥成固体，研磨成细粉，在120～130℃继续干燥至恒重，即得六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅。
  8. 【权利要求8】按照权利要求7所述六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅的制备方法，其特征在于：取酸性硅溶胶，置于35℃的恒温水浴中，以1滴/10秒的速度滴加六甲基二硅氮烷，500转/分钟的速度搅拌，反应2小时，置于真空干燥箱中在100℃干燥成固体，研磨成细粉，在125℃继续干燥至恒重，即得六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅。
CNA2008103065515A 2008-12-26 2008-12-26 六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法 Pending CN101429290A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008103065515A CN101429290A (zh) 2008-12-26 2008-12-26 六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008103065515A CN101429290A (zh) 2008-12-26 2008-12-26 六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101429290A true CN101429290A (zh) 2009-05-13

Family

ID=40644941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008103065515A Pending CN101429290A (zh) 2008-12-26 2008-12-26 六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101429290A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103613956A (zh) * 2013-11-25 2014-03-05 连云港东海硅微粉有限责任公司 机械力化学改性硅微粉的制备方法
CN105038338A (zh) * 2015-07-14 2015-11-11 湖北大学 透明超疏水喷剂及其制备方法和应用
CN109666442A (zh) * 2018-12-19 2019-04-23 湖北银琅兴科技发展有限公司 一种水性新型环保热转印胶水
CN109946933A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 武汉宝特龙科技股份有限公司 一种墨粉的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103613956A (zh) * 2013-11-25 2014-03-05 连云港东海硅微粉有限责任公司 机械力化学改性硅微粉的制备方法
CN103613956B (zh) * 2013-11-25 2016-02-03 江苏联瑞新材料股份有限公司 机械力化学改性硅微粉的制备方法
CN105038338A (zh) * 2015-07-14 2015-11-11 湖北大学 透明超疏水喷剂及其制备方法和应用
CN105038338B (zh) * 2015-07-14 2017-06-13 湖北大学 透明超疏水喷剂及其制备方法和应用
CN109946933A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 武汉宝特龙科技股份有限公司 一种墨粉的制备方法
CN109666442A (zh) * 2018-12-19 2019-04-23 湖北银琅兴科技发展有限公司 一种水性新型环保热转印胶水

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2594611B1 (en) Method for preparing white carbon black modified by silane coupling agent
Xiong et al. Preparation of lignin-based silica composite submicron particles from alkali lignin and sodium silicate in aqueous solution using a direct precipitation method
CN102206432B (zh) 表面接枝抗氧剂分子的纳米二氧化硅及其制备方法和用途
CN106589485B (zh) 并用aeo和硅烷偶联剂改性白炭黑及其与橡胶复合的方法
US11097242B2 (en) Wet gel granule of aerogel and preparation method thereof
CN101429290A (zh) 六甲基二硅氮烷接枝改性二氧化硅及其制备方法
CN101319064A (zh) 端基官能化溶聚丁苯橡胶填充白炭黑复合材料的制备方法
CN101880482A (zh) 一种偶合接枝改性纳米金属氧化物的方法
CN106700657B (zh) 一种耐高温硅酮胶用纳米碳酸钙的表面处理方法
CN105670038A (zh) 一种光敏性纳米二氧化硅及其制备方法
CN102557049B (zh) 二氧化硅颗粒的制备方法
CN105273442B (zh) 一种高分散沉淀白炭黑的制备方法
CN101475179B (zh) 一种有机无机杂化氧化硅纳米球的制备方法
CN108817416B (zh) 一种Pt纳米粒子的制备方法及应用
CN106832417B (zh) 使用脂肪族聚氧乙烯醚改性白炭黑及其与橡胶复合的方法
CN108545754A (zh) 一种纳米二氧化硅球的制备方法
CN110980737A (zh) 一种碳化硅微粉表面硅烷化的改性方法及改性碳化硅微粉
CN112624128B (zh) 一种亲油性纳米二氧化硅粉体的制备方法
CN113604073A (zh) 一种改性二氧化硅填料及其制备方法
CN114956104B (zh) 一种硅橡胶用二氧化硅补强剂及其制备方法
CN103936014B (zh) 一种白炭黑的制备方法
CN109929271A (zh) 改性纳米粒子的方法
CN108455641A (zh) 一种高弹性能硅橡胶用纳米二氧化硅制备方法
CN107474313A (zh) 一种改性的橡胶助剂及其制备方法
CN102746715A (zh) 一种表面聚合改性的二氧化硅及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20090513