一种改性气相二氧化硅的制备方法与流程

1.本发明涉及无机材料加工技术领域，具体为一种改性气相二氧化硅的制备方法。


背景技术：

2.近年来，国外的“高档涂料”产品大量涌入我国市场，使我国涂料工业受到严重冲击。我科技人员通过对此类进口“高档涂料”检测，发现其中均添加了不同种类的纳米材料，纳米微粒在“高档涂料”体系中，以其独特的物理、化学性能及常规材料所不具备的小尺寸效应、量子尺寸效应和表面界面效应，大幅度提高了涂料产品的耐刮伤、抗老化、耐水洗刷性、抗静电、光洁度、对比率、和涂膜的表面硬度及自洁能力。
3.其中，纳米二氧化硅是一种无机化工材料，俗称白炭黑，粒子尺寸范围在1-100纳米，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，将纳米二氧化硅用于涂料可显著提高涂料的综合性能。例如公告号为cn111040472a的发明专利公开了改性纳米二氧化硅及其改性方法、防腐涂料和涂层，通过将纳米二氧化硅与水混合，进行一次反应，获得一次反应物，取六甲基二硅氮烷和六甲基二硅氧烷，与无水溶剂混合，获得混合溶液，将所述第一反应物与所述混合溶液混合，进行二次反应，获得改性纳米二氧化硅；该改性纳米二氧化硅具有优异的分散性及疏水性，可在多种有机溶剂中分散性良好，喷涂至碳钢表面后，涂层表面平整，提高陶瓷表面的耐腐蚀性，但是功能比较单一，只能实现涂层耐腐蚀的效果，而且由于形成的涂层强度较差，对外界以及内部应力的抵抗能力不足，在实际应用中，受到应力作用时涂层容易出现破损，导致涂层的致密性遭到破坏，从而会影响涂层的隔绝效果，导致涂层的耐腐蚀性变差甚至丧失。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种改性气相二氧化硅的制备方法，通过将无机耐热剂负载于气相二氧化硅上，得到耐热型气相二氧化硅，并采用无机物沉积的方式对其进行改性处理，以及采用有机无机杂化的方式对其进行表面修饰处理，使其应用于涂料中可以有效提高涂料的耐热性，降低涂层中的热应力，从而可以避免涂层因受热出现膨胀受损，同时还有助于提高涂层的强度，增强涂层对外力的抵抗能力，从而使得涂层不易开裂，使得涂层的保护作用得到显著提升，可以更到的起到隔绝和保护作用。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种改性气相二氧化硅的制备方法，具体包括如下步骤：将无机耐热剂负载于气相二氧化硅上，得到耐热型气相二氧化硅，并采用无机物沉积的方式对其进行改性处理，以及采用有机无机杂化的方式对其进行表面修饰处理，从而得到改性气相二氧化硅。
7.作为本发明的进一步优选方案，所述耐热型气相二氧化硅的制备方法如下：
8.1)在室温下，将气相二氧化硅分散到足量的酸性乙醇溶液中，并在70-75℃油浴下回流6-10h，待处理结束后离心收集固体产物，并重复上述操作1-2次，最后用乙醇反复洗涤后烘干，得到预处理气相二氧化硅；
9.2)按照质量体积比为1g：(10-30)ml，将预处理气相二氧化硅分散到含有金属氧化物的丙酮溶液中，在室温下充分搅拌混匀后，抽真空30-50min，并在此之后通大气10-20min，重复上述操作3-5次，然后用乙醇和去离子水反复洗涤后烘干，得到耐热型气相二氧化硅。
10.作为本发明的进一步优选方案，步骤2)中，所述酸性乙醇溶液由盐酸和乙醇按照体积比1：(6-7)组成。
11.作为本发明的进一步优选方案，步骤3)中，所述含有金属氧化物的丙酮溶液的浓度为60-80mg/ml。
12.作为本发明的进一步优选方案，所述丙酮溶液中含有的金属氧化物包括氧化铈、氧化铬和氧化镍，且质量比为1:1:(0.8-1.3)。
13.作为本发明的进一步优选方案，所述改性处理的方法如下：
14.1)将聚乙烯吡咯烷酮加入到正戊醇中，搅拌均匀后超声振荡2-3h，待完全溶解后加入乙醇以及去离子水，振荡均匀后加入柠檬酸钠水溶液，混匀后再缓慢滴入氨水，静置5-10min后滴入正硅酸乙酯，并加入耐热型气相二氧化硅，密封后置于90-95℃油浴环境中反应3-4h，反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后得到预处理耐热型气相二氧化硅；
15.2)将预处理耐热型气相二氧化硅放入装有乙醇和去离子水的容器中，加入盐酸多巴胺，并用三羟甲基氨基甲烷调节ph至8-9，然后滴入正硅酸乙酯，在30-36℃油浴环境中静置24-30h，待反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后即可。
16.作为本发明的进一步优选方案，步骤1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮、正戊醇、乙醇、去离子水、柠檬酸钠水溶液、氨水、正硅酸乙酯以及耐热型气相二氧化硅的用量比例为(16-20)g：(160-200)ml：(15-20)ml：(4-7)ml：(1.5-2.0)ml：(3-5)ml：(1.5-2.0)ml：(3-7)g；
17.所述柠檬酸钠水溶液的浓度为0.15-0.20mol/l。
18.作为本发明的进一步优选方案，步骤2)中，所述预处理耐热型气相二氧化硅、乙醇、去离子水、盐酸多巴胺以及正硅酸乙酯的用量比例为(1-5)g：(10-50)ml：(3-15)ml：(0.1-0.5)g：(1-5)ml。
19.作为本发明的进一步优选方案，所述表面修饰处理的方法如下：
20.将1-3g经过改性处理的耐热型气相二氧化硅、50-80ml无水丙酮以及2-5g甲苯-2,4-二异氰酸酯置于容器中，将容器中的空气抽出并充入惰性气体，在室温下搅拌20-30min，然后在60-80℃下将5-8ml环氧树脂二甲苯溶液滴入容器中，升温至160-180℃并反应15-20h，待反应结束后进行反复洗涤，烘干后与30-50ml无水丙酮置于容器中，然后在60-70℃磁力搅拌的条件下滴加入0.5-1.2g脂肪胺，并反应1-3h，待反应结束后，将产物反复洗涤后烘干即可。
21.作为本发明的进一步优选方案，所述环氧树脂二甲苯溶液的浓度为2-6wt％；
22.所述环氧树脂二甲苯溶液的滴入速度为30-50滴/min；
23.所述脂肪胺的滴入速度为20-35滴/min。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.本发明中，通过将无机耐热剂氧化铈、氧化铬和氧化镍加入到丙酮中，气相二氧化硅则相当于多个小的“毛细管”，丙酮溶液能够与其发生润湿作用，在抽真空的环境下，丙酮
溶液能够在范德华力的作用下能够克服孔的端口处的“壁垒”，进入到气相二氧化硅内部，并经过乙醇和去离子水的反复洗涤可以除去附着在二氧化硅外壁的耐热剂，从而使得耐热剂全部负载于气相二氧化硅内部，实现了耐热剂在涂料中的可控释放，限制了耐热剂的迁移，延长了有效的作用时间，同时也可以避免耐热剂因团聚或大量迁移造成涂层表面出现凹陷、缩孔等缺陷，有助于提高涂层的平整性以及美观；通过将耐热剂负载于气相二氧化硅上，应用于涂料中后可以显著提高涂层的耐热能力，降低涂层中的热应力，从而可以避免涂层因受热出现膨胀受损。
26.本发明中，以聚乙烯吡咯烷酮作为模板，用由正戊醇、乙醇、去离子水以及柠檬酸钠做成的溶液作为前驱液，以耐热型气相二氧化硅作为载体，利用氨水和正硅酸乙酯在载体上合成一定长度的二氧化硅线，再用少量的盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷包覆二氧化硅线后以正硅酸乙酯生成纳米球沉积在二氧化硅线上，从而在载体上形成枝丫状的微纳结构，通过对耐热型气相二氧化硅进行改性处理，基于硅氧基团和聚多巴胺上的活性基团与树脂之间的相互作用，并且二氧化硅线上的球状颗粒增加了线与线之间的距离，从而使得经过改性处理后的耐热型气相二氧化硅在涂料树脂中的相容性非常好，没有出现相与相之间的分离，使其可以高度均匀的分散在涂料中，同时，二氧化硅线之间相互搭连形成网状结构，增加了涂料树脂的韧性和强度，并且枝丫状的微纳结构的阻隔分离使得耐热型气相二氧化硅粉体与粉体之间形成均匀的网格结构，在增加韧性的同时，可以进一步减少粉体的团聚，减少了应力缺陷点，从而有助于提高涂层的强度，增强涂层对外力的抵抗能力，从而使得涂层不易开裂。
27.为了进一步提高涂层的抵抗能力，本发明中采用有机无机杂化的方式对改性后的耐热型气相二氧化硅进行了表面修饰处理，通过异氰酸酯的桥接作用，在耐热型气相二氧化硅的表面引入环氧树脂分子，再利用环氧基团的碱式开环反应，形成可参与交联固化的羟基，从而在其表面接枝含羟基柔性链段，通过进行表面修饰处理，使得耐热型气相二氧化硅可以与涂料树脂间发生化学键合，从而可以进一步抑制耐热型气相二氧化硅在涂层内的团聚，减少了涂层内树脂与耐热型气相二氧化硅间的缺陷，同时改善涂层的耐磨性和韧性，从而实现涂层对外力的抵抗能力得到进一步的增强，使得涂层的保护作用得到显著提升，可以更到的起到隔绝和保护作用。
28.本发明中，通过将无机耐热剂负载于具有多孔结构的气相二氧化硅上，得到耐热型气相二氧化硅，并采用无机物沉积的方式对其进行改性处理，以及采用有机无机杂化的方式对其进行表面修饰处理，使其应用于涂料中可以有效提高涂料的耐热性，降低涂层中的热应力，从而可以避免涂层因受热出现膨胀受损，同时还有助于提高涂层的强度，增强涂层对外力的抵抗能力，从而使得涂层不易开裂，使得涂层的保护作用得到显著提升，可以更到的起到隔绝和保护作用。
具体实施方式
29.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。本发明所有原材料均为市售产品。
30.实施例1
31.一种改性气相二氧化硅的制备方法，具体包括如下步骤：将无机耐热剂负载于气相二氧化硅上，得到耐热型气相二氧化硅，并采用无机物沉积的方式对其进行改性处理，以及采用有机无机杂化的方式对其进行表面修饰处理，从而得到改性气相二氧化硅。
32.其中，耐热型气相二氧化硅的制备方法如下：
33.1)在室温下，将气相二氧化硅分散到足量的由盐酸和乙醇按照体积比1：6组成的酸性乙醇溶液中，并在70℃油浴下回流6h，待处理结束后离心收集固体产物，并重复上述操作1次，最后用乙醇反复洗涤后烘干，得到预处理气相二氧化硅；
34.2)按照质量体积比为1g：10ml将预处理气相二氧化硅分散到含有氧化铈、氧化铬和氧化镍的丙酮溶液中，含有氧化铈、氧化铬和氧化镍的丙酮溶液的浓度为60mg/ml，并且氧化铈、氧化铬和氧化镍的质量比为1:1:0.8，在室温下以300r/min搅拌2h，待其充分混合后，抽真空30min，并在此之后通大气10min，重复上述操作3次，然后用乙醇和去离子水反复洗涤后烘干，得到耐热型气相二氧化硅。
35.其中，改性处理的方法如下：
36.1)将16g聚乙烯吡咯烷酮加入到160ml正戊醇中，搅拌均匀后以200w超声振荡2h，待完全溶解后加入15ml乙醇以及4ml去离子水，振荡均匀后加入1.5ml的0.15mol/l的柠檬酸钠水溶液，混匀后再缓慢滴入3ml氨水，静置5min后滴入1.5ml正硅酸乙酯，并加入3g耐热型气相二氧化硅，密封后置于90℃油浴环境中反应3h，反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后得到预处理耐热型气相二氧化硅；
37.2)将1g预处理耐热型气相二氧化硅放入装有10ml乙醇和3ml去离子水的容器中，加入0.1g盐酸多巴胺，并用三羟甲基氨基甲烷调节ph至8，然后滴入1ml正硅酸乙酯，在30℃油浴环境中静置24h，待反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后即可。
38.其中，表面修饰处理的方法如下：
39.将1g经过改性处理的耐热型气相二氧化硅、50ml无水丙酮以及2g甲苯-2,4-二异氰酸酯置于容器中，将容器中的空气抽出并充入惰性气体，在室温下搅拌20min，然后在60℃下将5ml浓度为2wt％的环氧树脂二甲苯溶液以30滴/min的速度滴入容器中，升温至160℃并反应15h，待反应结束后进行反复洗涤，烘干后与30ml无水丙酮置于容器中，然后在60℃磁力搅拌的条件下，以20滴/min滴加入0.5g脂肪胺，并反应1h，待反应结束后，将产物反复洗涤后烘干即可。
40.实施例2
41.一种改性气相二氧化硅的制备方法，具体包括如下步骤：将无机耐热剂负载于气相二氧化硅上，得到耐热型气相二氧化硅，并采用无机物沉积的方式对其进行改性处理，以及采用有机无机杂化的方式对其进行表面修饰处理，从而得到改性气相二氧化硅。
42.其中，耐热型气相二氧化硅的制备方法如下：
43.1)在室温下，将气相二氧化硅分散到足量的由盐酸和乙醇按照体积比1：6.5组成的酸性乙醇溶液中，并在73℃油浴下回流8h，待处理结束后离心收集固体产物，并重复上述操作2次，最后用乙醇反复洗涤后烘干，得到预处理气相二氧化硅；
44.2)按照质量体积比为1g：20ml将预处理气相二氧化硅分散到含有氧化铈、氧化铬和氧化镍的丙酮溶液中，含有氧化铈、氧化铬和氧化镍的丙酮溶液的浓度为70mg/ml，并且
氧化铈、氧化铬和氧化镍的质量比为1:1:1，在室温下以400r/min搅拌3h，待其充分混合后，抽真空40min，并在此之后通大气15min，重复上述操作4次，然后用乙醇和去离子水反复洗涤后烘干，得到耐热型气相二氧化硅。
45.其中，改性处理的方法如下：
46.1)将18g聚乙烯吡咯烷酮加入到180ml正戊醇中，搅拌均匀后以260w超声振荡2.5h，待完全溶解后加入18ml乙醇以及5ml去离子水，振荡均匀后加入1.8ml的0.16mol/l的柠檬酸钠水溶液，混匀后再缓慢滴入4ml氨水，静置8min后滴入1.6ml正硅酸乙酯，并加入5g耐热型气相二氧化硅，密封后置于93℃油浴环境中反应3.5h，反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后得到预处理耐热型气相二氧化硅；
47.2)将3g预处理耐热型气相二氧化硅放入装有40ml乙醇和10ml去离子水的容器中，加入0.3g盐酸多巴胺，并用三羟甲基氨基甲烷调节ph至8.5，然后滴入3ml正硅酸乙酯，在35℃油浴环境中静置26h，待反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后即可。
48.其中，表面修饰处理的方法如下：
49.将2g经过改性处理的耐热型气相二氧化硅、70ml无水丙酮以及3g甲苯-2,4-二异氰酸酯置于容器中，将容器中的空气抽出并充入惰性气体，在室温下搅拌25min，然后在70℃下将6ml浓度为5wt％的环氧树脂二甲苯溶液以40滴/min的速度滴入容器中，升温至170℃并反应18h，待反应结束后进行反复洗涤，烘干后与40ml无水丙酮置于容器中，然后在65℃磁力搅拌的条件下，以30滴/min滴加入0.8g脂肪胺，并反应2h，待反应结束后，将产物反复洗涤后烘干即可。
50.实施例3
51.一种改性气相二氧化硅的制备方法，具体包括如下步骤：将无机耐热剂负载于气相二氧化硅上，得到耐热型气相二氧化硅，并采用无机物沉积的方式对其进行改性处理，以及采用有机无机杂化的方式对其进行表面修饰处理，从而得到改性气相二氧化硅。
52.其中，耐热型气相二氧化硅的制备方法如下：
53.1)在室温下，将气相二氧化硅分散到足量的由盐酸和乙醇按照体积比1：7组成的酸性乙醇溶液中，并在75℃油浴下回流10h，待处理结束后离心收集固体产物，并重复上述操作2次，最后用乙醇反复洗涤后烘干，得到预处理气相二氧化硅；
54.2)按照质量体积比为1g：30ml将预处理气相二氧化硅分散到含有氧化铈、氧化铬和氧化镍的丙酮溶液中，含有氧化铈、氧化铬和氧化镍的丙酮溶液的浓度为80mg/ml，并且氧化铈、氧化铬和氧化镍的质量比为1:1:1.3，在室温下以500r/min搅拌5h，待其充分混合后，抽真空50min，并在此之后通大气20min，重复上述操作5次，然后用乙醇和去离子水反复洗涤后烘干，得到耐热型气相二氧化硅。
55.其中，改性处理的方法如下：
56.1)将20g聚乙烯吡咯烷酮加入到200ml正戊醇中，搅拌均匀后以300w超声振荡3h，待完全溶解后加入20ml乙醇以及7ml去离子水，振荡均匀后加入2.0ml的0.20mol/l的柠檬酸钠水溶液，混匀后再缓慢滴入5ml氨水，静置10min后滴入2.0ml正硅酸乙酯，并加入7g耐热型气相二氧化硅，密封后置于95℃油浴环境中反应4h，反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后得到预处理耐热型气相二氧化硅；
57.2)将5g预处理耐热型气相二氧化硅放入装有50ml乙醇和15ml去离子水的容器中，加入0.5g盐酸多巴胺，并用三羟甲基氨基甲烷调节ph至9，然后滴入5ml正硅酸乙酯，在36℃油浴环境中静置30h，待反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后即可。
58.其中，表面修饰处理的方法如下：
59.将3g经过改性处理的耐热型气相二氧化硅、80ml无水丙酮以及5g甲苯-2,4-二异氰酸酯置于容器中，将容器中的空气抽出并充入惰性气体，在室温下搅拌30min，然后在80℃下将8ml浓度为6wt％的环氧树脂二甲苯溶液以50滴/min的速度滴入容器中，升温至180℃并反应20h，待反应结束后进行反复洗涤，烘干后与50ml无水丙酮置于容器中，然后在70℃磁力搅拌的条件下，以35滴/min滴加入1.2g脂肪胺，并反应3h，待反应结束后，将产物反复洗涤后烘干即可。
60.对比例1：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，未进行表面修饰处理。
61.对比例2：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，未进行改性处理。
62.对比例3：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，改性处理过程中，耐热型气相二氧化硅未进行预处理。
63.对比例4：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，气相二氧化硅上未负载耐热剂。
64.对比例5：直接使用气相二氧化硅。
65.测试实验：
66.将实施例1-3和对比例1-5提供的试样作为填料加入到涂料中，其中涂料包括底层涂料和面层涂料，底层涂料主剂采用聚酰亚胺和聚苯硫醚的混合物，底层涂料助剂为消泡剂与密着剂的混合物，按重量百分比其具体组成如下：聚酰亚胺为68％、聚苯硫醚30％、底层涂料助剂2％，面层涂料中，面层涂料主剂采用聚酰亚胺、聚苯硫醚和聚四氟乙烯的混合物，面层涂料助剂采用流平剂，按重量百分比其具体组成如下：聚酰亚胺13.5％、聚苯硫醚6％、聚四氟乙烯3％，填料77％，面层涂料助剂0.5％(密着剂为kaf-61，消泡剂为ksl-54，流平剂为kf-880，均由凯奇化工提供)。
67.将涂料喷涂在钢材上，先喷涂底层涂料，一次喷涂50μm，在180℃条件下温控2小时后喷涂面层涂料，一次喷涂300μm，在260℃条件下温控4小时即可。
68.加工后的基材性能检查如下表所示：
[0069][0070]
注：抗压强度测试参照gb1041-2008，磨损率测试参照gb3960-1983，耐热性测试：在2mm厚、10cm
×
10cm的钢板上涂装2mm后的涂料，保养7天后，放入300℃的烘箱，烘烤1h后取出，浸入冷水中，降温后擦拭干净再放入300℃烘箱中烘烤1h，如此循环10次。
[0071]
通过上表可知，本发明中的改性气相二氧化硅，作为填料应用于涂料中，可以有效提高涂料的耐热性，同时还有助于提高涂层的抗压强度和耐磨性，增强涂层对外力的抵抗能力，从而使得涂层不易开裂，使得涂层的保护作用得到显著提升，可以更到的起到隔绝和保护作用。
[0072]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：将无机耐热剂负载于气相二氧化硅上，得到耐热型气相二氧化硅，并采用无机物沉积的方式对其进行改性处理，以及采用有机无机杂化的方式对其进行表面修饰处理，从而得到改性气相二氧化硅。2.根据权利要求1所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述耐热型气相二氧化硅的制备方法如下：1）在室温下，将气相二氧化硅分散到足量的酸性乙醇溶液中，并在70-75℃油浴下回流6-10h，待处理结束后离心收集固体产物，并重复上述操作1-2次，最后用乙醇反复洗涤后烘干，得到预处理气相二氧化硅；2）按照质量体积比为1g：（10-30）ml，将预处理气相二氧化硅分散到含有金属氧化物的丙酮溶液中，在室温下充分搅拌混匀后，抽真空30-50min，并在此之后通大气10-20min，重复上述操作3-5次，然后用乙醇和去离子水反复洗涤后烘干，得到耐热型气相二氧化硅。3.根据权利要求2所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述酸性乙醇溶液由盐酸和乙醇按照体积比1：（6-7）组成。4.根据权利要求2所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述含有金属氧化物的丙酮溶液的浓度为60-80mg/ml。5.根据权利要求4所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述丙酮溶液中含有的金属氧化物包括氧化铈、氧化铬和氧化镍，且质量比为1:1:（0.8-1.3）。6.根据权利要求1所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述改性处理的方法如下：1）将聚乙烯吡咯烷酮加入到正戊醇中，搅拌均匀后超声振荡2-3h，待完全溶解后加入乙醇以及去离子水，振荡均匀后加入柠檬酸钠水溶液，混匀后再缓慢滴入氨水，静置5-10min后滴入正硅酸乙酯，并加入耐热型气相二氧化硅，密封后置于90-95℃油浴环境中反应3-4h，反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后得到预处理耐热型气相二氧化硅；2）将预处理耐热型气相二氧化硅放入装有乙醇和去离子水的容器中，加入盐酸多巴胺，并用三羟甲基氨基甲烷调节ph至8-9，然后滴入正硅酸乙酯，在30-36℃油浴环境中静置24-30h，待反应结束后进行抽滤，并用乙醇和去离子水反复洗涤，烘干后即可。7.根据权利要求6所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述聚乙烯吡咯烷酮、正戊醇、乙醇、去离子水、柠檬酸钠水溶液、氨水、正硅酸乙酯以及耐热型气相二氧化硅的用量比例为（16-20）g：（160-200）ml：（15-20）ml：（4-7）ml：（1.5-2.0）ml：（3-5）ml：（1.5-2.0）ml：（3-7）g；所述柠檬酸钠水溶液的浓度为0.15-0.20mol/l。8.根据权利要求6所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述预处理耐热型气相二氧化硅、乙醇、去离子水、盐酸多巴胺以及正硅酸乙酯的用量比例为（1-5）g：（10-50）ml：（3-15）ml：（0.1-0.5）g：（1-5）ml。9.根据权利要求1所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述表面修饰处理的方法如下：将1-3g经过改性处理的耐热型气相二氧化硅、50-80ml无水丙酮以及2-5g甲苯-2,4-二
异氰酸酯置于容器中，将容器中的空气抽出并充入惰性气体，在室温下搅拌20-30min，然后在60-80℃下将5-8ml环氧树脂二甲苯溶液滴入容器中，升温至160-180℃并反应15-20h，待反应结束后进行反复洗涤，烘干后与30-50ml无水丙酮置于容器中，然后在60-70℃磁力搅拌的条件下滴加入0.5-1.2g脂肪胺，并反应1-3h，待反应结束后，将产物反复洗涤后烘干即可。10.根据权利要求9所述的一种改性气相二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂二甲苯溶液的浓度为2-6wt%；所述环氧树脂二甲苯溶液的滴入速度为30-50滴/min；所述脂肪胺的滴入速度为20-35滴/min。

技术总结
本发明涉及无机材料加工技术领域，具体涉及一种改性气相二氧化硅的制备方法，具体包括如下步骤：将无机耐热剂负载于气相二氧化硅上，得到耐热型气相二氧化硅，并采用无机物沉积的方式对其进行改性处理，以及采用有机无机杂化的方式对其进行表面修饰处理，从而得到改性气相二氧化硅。本发明中的改性气相二氧化硅，应用于涂料中可以有效提高涂料的耐热性，降低涂层中的热应力，从而可以避免涂层因受热出现膨胀受损，同时还有助于提高涂层的强度，增强涂层对外力的抵抗能力，从而使得涂层不易开裂，使得涂层的保护作用得到显著提升，可以更到的起到隔绝和保护作用。更到的起到隔绝和保护作用。


技术研发人员：邹东皓 吴培
受保护的技术使用者：山东弘睿通新材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/8/21