本發明涉及一種納米粉體穩定水懸浮液的制備方法。
背景技術：
一些納米粉體如納米二氧化硅作為添加劑加入到水性涂料中，可以改善涂料的光學性能、力學性能和耐熱性等，如果采用干粉體直接摻雜使用，不僅存在分散不均勻，對涂料的改性作用差的缺點，還存在工作環境粉塵污染、輸送麻煩等缺陷，因此制備高固含量的穩定的納米粉體水溶液是納米復合材料研究的熱點之一，但目前已有的技術制備的納米粉體水懸浮液存在穩定性差、固含量低等缺點，不利于施工應用。
技術實現要素：
為了克服納米二氧化硅自身易于團聚以及在水中穩定性差的問題，本發明提供了一種納米二氧化硅穩定水懸浮液的制備技術，運用該技術制備的納米二氧化硅水懸浮液均勻穩定，而且固含量高，應用途徑廣泛。
本發明解決技術問題所采用的技術方案是：
取一定量自來水置于反應容器中，水的加入體積占容器容積的1/2-3/4之間，再加入體積為水體積0.5-1％的表面活性劑，然后滴加少量醋酸，調節溶液的pH值為6-7之間。將容器置于50-55℃的恒溫氣浴環境中，在對溶液充分攪拌的同時，從固體加料口向溶液中緩慢加入納米二氧化硅固體粉末，納米二氧化硅固體粉末的加料速度控制在5-8克每分鐘，納米二氧化硅的加入量占液體中水的質量的60-68％，納米二氧化硅固體粉末加入完畢后，將反應物料溫度升溫到70-80℃，仍維持充分攪拌10-20分鐘，以使表面活性劑充分水解并和納米粉粒表面充分接觸并接枝改性，形成穩定的懸浮液，然后自然冷卻備用。所述表面改活性劑為硅烷偶聯劑，如KH-560、KH-570等，所述的納米二氧化硅粉體一次粒徑范圍30-50納米。
本發明的有益效果體現在以下幾個方面：本發明制備的納米二氧化硅水懸浮液均勻穩定，在常溫下較長時間存放沒有明顯固體沉降和和析水現象，制備的納米二氧化硅水懸浮液用途廣泛，施工方便；另外，本改性方法操作步驟簡單、操作溫度處于常溫范圍、過程節能環保。
具體實施例
下面結合實施例對本發明作進一步描述：
實施例1
取180mL自來水置于250mL三口燒瓶中，再加入1.5mL表面活性劑KH-560，然后滴加幾滴醋酸，調節溶液的pH值為6-7之間。將三口燒瓶置于52℃的恒溫氣浴環境中，在對溶液充分攪拌的同時，從固體加料口向溶液中加入納米二氧化硅固體粉末108克，納米二氧化硅的加入速度控制在6克每分鐘，納米二氧化硅固體粉末加入完畢后，將反應物料溫度升溫到75℃，維持緩慢攪拌18分鐘，以使表面活性劑充分水解并和納米粉粒表面充分接觸并接枝改性，形成穩定的懸浮液，該懸浮液自然冷卻后，在室溫下(0-30℃)自然存放3天沒有明顯固體沉降，更長時間存放有少量析水現象和軟團聚體存在，但經過再次攪拌即可以恢復成為均勻的懸浮液，在透射電鏡下顯示二氧化硅粒徑范圍在30-60納米之間，分散均勻。
實施例2
取180mL自來水置于250mL三口燒瓶中，再加入1.5mL表面活性劑KH-570，然后滴加幾滴醋酸，調節溶液的pH值為6-7之間。將三口燒瓶置于55℃的恒溫氣浴環境中，在對溶液充分攪拌的同時，從固體加料口向溶液中加入納米二氧化硅固體粉末108克，納米二氧化硅的加入速度控制在6克每分鐘，納米二氧化硅固體粉末加入完畢后，將反應物料溫度升溫到77℃，維持緩慢攪拌15分鐘，以使表面活性劑充分水解并和納米粉粒表面充分接觸并接枝改性，形成穩定的懸浮液，該懸浮液自然冷卻后，在室溫下(0-30℃)自然存放3天沒有明顯固體沉降，更長時間存放有少量析水現象和軟團聚體存在，但經過再次攪拌即可以恢復成為均勻的懸浮液，在透射電鏡下顯示二氧化硅粒徑范圍在40-70納米之間，分散均勻。
應當理解本文所述的例子和實施方式僅為了說明，本領域技術人員可根據它做出各種修改或變化，在不脫離本發明精神實質的情況下，都屬于本發明的保護范圍。