CN106433223A - 一种气相二氧化硅表面改性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气相二氧化硅表面改性的方法，包括以下步骤：(1)将气相二氧化硅在200～300℃下进行预处理10～30分钟，提高气相二氧化硅的表面羟基的活性；(2)将气相二氧化硅与表面处理剂在350～450℃下，反应5～60分钟，得到经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅。通过本发明中的方法对气相二氧化硅进行了有效的改性，经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅的羟基值大大降低，气相二氧化硅经过表面处理后，其表面的部分羟基被有机基团取代。本发明中的方法，对气相二氧化硅的表面处理程度更高，改性后的气相二氧化硅表面羟基含量在0.5个/nm2以下，能够应用于中极性到强极性体系，起到增稠触变、改善流变性的作用。
Description
技术领域
本发明属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种气相二氧化硅表面改性的方法。
背景技术
气相法二氧化硅(俗称气相法白炭黑)是由氯硅烷经氢氧焰高温水解制得的一种精细、特殊的无定形粉体，其产品纯度高，平均原生粒径为7～40nm，比表面积50～380m2/g，SiO2质量分数不小于99.8％，是一种多功能的添加剂，广泛应用于硅橡胶、涂料、复合材料中，起到补强、增稠、触变等作用。但应用中存在一个关键问题,就是如何与聚合物更好的相容,使其能均匀分散在聚合物中。
由于气相二氧化硅外表面存在的活性硅醇基及其吸附水，使其呈亲水性，在有机相中难以湿润和分散，由于其表面存在羟基，表面能较大，聚集体总倾向于凝聚，因而产品的应用性能受到影响，如在橡胶硫化系统里不能与聚合物很好地相容和分散，在涂料产品中容易引起凝聚沉淀，在轮胎中大量使用需要同时加入硅烷偶联剂等等。为此，需要对白炭黑进行表面改性处理，以改善其应用效果，提高产品的附加值，拓展产品的应用领域。经表面改性处理后的气相二氧化硅是一种具有特殊结构的新型无机材料，广泛应用于国民经济的各行各业。
目前世界上只有美国、德国、日本、乌克兰、中国等少数几个国家和地区的企业能生产气相法二氧化硅及其表面改性产品，其中Degussa、Cabot等几大公司技术较为先进，国内只有极少数企业及科研院校对气相二氧化硅表面处理进行研究。现有技术中，虽然对气相二氧化硅进行了改性，但是仍然很难满足实际应用的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种气相二氧化硅表面改性的方法，对气相二氧化硅的表面处理程度更高，改性后的气相二氧化硅表面羟基含量在0.5个/nm2以下，能够应用于中极性到强极性体系，起到增稠触变、改善流变性的作用。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种气相二氧化硅表面改性的方法，包括以下步骤：
(1)将气相二氧化硅在200～300℃下进行预处理10～30分钟，提高所述气相二氧化硅的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅与表面处理剂在350～450℃下，反应5～60分钟，得到经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅。
上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅的原生粒径为8～20nm，原料气相二氧化硅的羟基含量为1.5～2个/nm2，BET比表面积为150～300m2/g，pH值为3.8～4.3，原料气相二氧化硅中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.001wt％～0.2wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅的表面羟基含量为0.1～1个/nm2，碳含量为0.7wt％～4.5wt％。
优选的是，所述步骤(2)中的所述气相二氧化硅与所述表面处理剂的摩尔比为(1～10):1。
优选的是，所述步骤(2)中的表面处理剂为硅氮烷、有机氯硅烷、3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷(DMDC)中的一种或几种。
优选的是，所述硅氮烷为六甲基二硅氮烷和/或六甲基乙基硅氮烷；
所述有机氯硅烷为一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷中的一种或几种。
优选的是，所述硅氮烷为六甲基二硅氮烷(HMDS)。
优选的是，所述有机氯硅烷为二甲基二氯硅烷。
优选的是，所述步骤(2)中的所述气相二氧化硅与所述表面处理剂逆向接触反应。
优选的是，在所述步骤(2)之后还包括步骤(i)将经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅进行脱附。
优选的是，所述步骤(i)中的所述脱附温度为300～370℃，所述脱附时间为5～30分钟，所述脱附压力为0～0.2MPa。
优选的是，所述步骤(i)中进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为5～150Nm3/h。
优选的是，所述步骤(1)、(2)在流化床表面处理炉中进行。
优选的是，所述气相二氧化硅表面改性的方法为间歇表面处理的方法。
优选的是，在所述步骤(i)之后还包括步骤(j)对表面处理剂进行深冷处理。
优选的是，所述步骤(j)中的所述深冷处理的温度为-30～-20℃。
通过本发明中的气相二氧化硅表面改性的方法对气相二氧化硅进行了有效的改性，经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅的羟基值大大降低，气相二氧化硅经过表面处理后，其表面的部分羟基被有机基团取代。气相二氧化硅表面羟基含量的变化，从一定程度上能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本发明中的经过表面处理的气相二氧化硅的羟基含量低，则疏水化处理效果越好。碳含量的变化，从一定程度上也能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本发明中的经过表面处理的气相二氧化硅的碳含量高，则表明有机基团取代羟基的程度越高，疏水化处理效果越好。本发明中提出的气相二氧化硅表面改性的方法，对气相二氧化硅的表面处理程度更高，改性后的气相二氧化硅表面羟基含量在0.5个/nm2以下，能够应用于中极性到强极性体系，起到增稠触变、改善流变性的作用。
附图说明
图1是本发明实施例2中的气相二氧化硅表面改性的系统图。
图中：1-汽化器；2-流化床表面处理炉；21-流化床表面处理炉的炉顶；22-流化床表面处理炉的炉底；3-混合器；4-冷凝器；5-吸附柱；6-增压泵；61-增压泵入口；62-增压泵出口。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供一种气相二氧化硅表面改性的方法，包括以下步骤：
(1)将气相二氧化硅在200～300℃下进行预处理10～30分钟，提高所述气相二氧化硅的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅与表面处理剂在350～450℃下，反应5～60分钟，得到经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅。
上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅的原生粒径为8～20nm，原料气相二氧化硅的羟基含量为1.5～2个/nm2，BET比表面积为150～300m2/g，pH值为3.8～4.3，原料气相二氧化硅中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.001wt％～0.2wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅的表面羟基含量为0.1～0.45个/nm2，碳含量为0.7wt％～4.5wt％。
由于气相二氧化硅表面含有部分羟基，使气相二氧化硅具有亲水性，通过本实施例中的气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理后的气相二氧化硅的羟基含量有了明显的下降，气相二氧化硅经过表面处理后，其表面的部分羟基被有机基团取代。气相二氧化硅表面羟基含量的变化，从一定程度上能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本实施例中的经过表面处理的气相二氧化硅的羟基含量低，则疏水化处理效果越好。碳含量的变化，从一定程度上也能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本实施例中的经过表面处理的气相二氧化硅的碳含量高，则表明有机基团取代羟基的程度越高，疏水化处理效果越好。
现有技术对气相二氧化硅的表面处理程度不高，其中改性后的气相二氧化硅表面羟基含量普遍在0.5～1个/nm2，只能应用于非极性到中极性系统的增稠触变、改善流变性。本实施例中提出的气相二氧化硅表面改性的方法，对气相二氧化硅的表面处理程度更高，改性后的气相二氧化硅表面羟基含量在0.5个/nm2以下，能够应用于中极性到强极性体系，起到增稠触变、改善流变性的作用。
实施例2
本实施例提供一种气相二氧化硅表面改性的方法，包括以下步骤：
(1)将气相二氧化硅在200℃下进行预处理15分钟，提高所述气相二氧化硅的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅与表面处理剂六甲基乙基硅氮烷和一甲基三氯硅烷(六甲基乙基硅氮烷和一甲基三氯硅烷的质量比为2:1)，在450℃下反应30分钟，得到经过表面处理剂六甲基乙基硅氮烷和一甲基三氯硅烷处理过的气相二氧化硅，其中，气相二氧化硅与表面处理剂六甲基乙基硅氮烷和一甲基三氯硅烷的摩尔比为1:1；
(i)将经过表面处理剂六甲基乙基硅氮烷和一甲基三氯硅烷处理过的气相二氧化硅进行脱附，所述脱附温度为370℃，所述脱附时间为20分钟，所述脱附压力为0MPa，进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为150Nm3/h，将气相二氧化硅吸附的小分子气体脱除；
(j)对表面处理剂六甲基乙基硅氮烷和一甲基三氯硅烷进行深冷处理，所述深冷处理的温度为-30℃，从而将表面处理剂六甲基乙基硅氮烷和一甲基三氯硅烷进行液化回收。
由于气相二氧化硅表面含有部分羟基，使气相二氧化硅具有亲水性，通过本实施例中的气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理后的气相二氧化硅的羟基含量有了明显的下降，气相二氧化硅经过表面处理后，其表面的部分羟基被有机基团取代。气相二氧化硅表面羟基含量的变化，从一定程度上能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本实施例中的经过表面处理的气相二氧化硅的羟基含量低，则疏水化处理效果越好。碳含量的变化，从一定程度上也能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本实施例中的经过表面处理的气相二氧化硅的碳含量高，则表明有机基团取代羟基的程度越高，疏水化处理效果越好。
本实施例中提出的气相二氧化硅表面改性的方法，对气相二氧化硅的表面处理程度更高，改性后的气相二氧化硅表面羟基含量在0.5个/nm2以下，能够应用于中极性到强极性体系，起到增稠触变、改善流变性的作用。上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅的原生粒径为8～20nm，原料气相二氧化硅的羟基含量为1.8个/nm2，BET比表面积为150m2/g，pH值为3.8，原料气相二氧化硅中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.2wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅的表面羟基含量为0.1个/nm2，碳含量为0.7wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法处理过的气相二氧化硅的表面羟基含量降低，拥有疏水性。
优选的是，所述气相二氧化硅表面改性的方法为间歇表面处理的方法。本实施例采用间歇表面处理的方法，对于影响气相二氧化硅表面改性效果的因素研究更为细致，对气相二氧化硅预处理时间、预处理温度、气相二氧化硅与表面处理剂的摩尔配比、反应温度、反应时间、表面脱附时间、脱附压力、脱附温度、脱附气体流量等参数均有精密的控制要求，表面处理程度更高。
如图1所示，本实施例中的上述气相二氧化硅表面改性的方法使用了下述气相二氧化硅表面改性的系统，该系统包括：
汽化器1，用于将表面处理剂进行加热；
流化床表面处理炉2，该流化床表面处理炉2与汽化器1连接，流化床表面处理炉2包括流化床表面处理炉的炉顶21和流化床表面处理炉的炉底22，气相二氧化硅由流化床表面处理炉的炉顶21通入，表面处理剂由流化床表面处理炉的炉底22通入，气相二氧化硅与表面处理剂在流化床表面处理炉2内逆向接触反应，反应完成后在流化床表面处理炉2内通入脱附气体对经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅进行脱附，将经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅表面吸附的小分子气体脱除；具体的，本实施例中采用惰性气体为表面处理剂的载气，混合器3与汽化器1连接，惰性气体与经过汽化器1汽化的表面处理剂在混合器3内混合，通过调整载气流量，保证流化床表面处理炉2内的气速，表面处理剂通过汽化器1汽化后在载气的输送下进入到流化床表面处理炉2中。
冷凝器4，该冷凝器4与流化床表面处理炉的炉顶21连接，冷凝器4对流化床表面处理炉的炉顶21排出的气相的表面处理剂进行深冷处理，从而使得表面处理剂液化回收。
吸附柱5，该吸附柱5与冷凝器4连接，通过冷凝器4后的不凝气通过吸附柱5进行吸附分离，从而对尾气中的脱附气体进行了吸附分离；
增压泵6，所述增压泵6包括增压泵入口61和增压泵出口62，所述增压泵入口61与所述吸附柱5连接，所述增压泵出口62与所述汽化器1连接，经过所述吸附柱5进行吸附分离后的不凝气大多为惰性气体，经过所述吸附柱5进行吸附分离后的不凝气通过增压泵6的增压作用通入到汽化器1中循环使用。
通过调整原料气相二氧化硅与表面处理剂的配比，调整反应温度影响产品表面特征基团的数量和比例；对于表面改性反应产生的尾气能够将其各组分进行有效分离，将未反应的表面处理剂分离回收，将氯化氢或氨气等脱附气体吸附分离，最后将惰性气体循环利用，体现了清洁生产的环保理念。
实施例3
本实施例提供一种气相二氧化硅表面改性的方法，包括以下步骤：
(1)将气相二氧化硅在250℃下进行预处理30分钟，提高所述气相二氧化硅的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅与表面处理剂六甲基二硅氮烷在400℃下，反应5分钟，得到经过表面处理剂六甲基二硅氮烷处理过的气相二氧化硅，其中，气相二氧化硅与表面处理剂六甲基二硅氮烷的摩尔比为10:1；
(i)将经过表面处理剂六甲基二硅氮烷处理过的气相二氧化硅进行脱附，所述脱附温度为340℃，所述脱附时间为30分钟，所述脱附压力为0.2MPa，进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为80Nm3/h；
(j)对表面处理剂进行深冷处理，所述深冷处理的温度为-25℃。
上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅的原生粒径为8～20nm，原料气相二氧化硅的羟基含量为1.5个/nm2，BET比表面积为300m2/g，pH值为4.0，原料气相二氧化硅中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.1wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅的表面羟基含量为0.45个/nm2，碳含量为4.5wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法处理过的气相二氧化硅的表面羟基含量降低，拥有疏水性。
本实施例中提出的气相二氧化硅表面改性的方法，对气相二氧化硅的表面处理程度更高，改性后的气相二氧化硅表面羟基含量在0.5个/nm2以下，能够应用于中极性到强极性体系，起到增稠触变、改善流变性的作用。
实施例4
本实施例提供一种气相二氧化硅表面改性的方法，包括以下步骤：
(1)将气相二氧化硅在300℃下进行预处理10分钟，提高所述气相二氧化硅的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅与表面处理剂二甲基二氯硅烷在350℃下，反应60分钟，得到经过表面处理剂二甲基二氯硅烷处理过的气相二氧化硅，其中，气相二氧化硅与表面处理剂二甲基二氯硅烷的摩尔比为5:1；
(i)将经过表面处理剂二甲基二氯硅烷处理过的气相二氧化硅进行脱附，所述脱附温度为300℃，所述脱附时间为5分钟，所述脱附压力为0.1MPa，进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为5Nm3/h；
(j)对表面处理剂进行深冷处理，所述深冷处理的温度为-20℃。
上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅的原生粒径为8～20nm，原料气相二氧化硅的羟基含量为2个/nm2，BET比表面积为200m2/g，pH值为4.3，原料气相二氧化硅中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.001wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅的表面羟基含量为0.2个/nm2，碳含量为2.0wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法处理过的气相二氧化硅的表面羟基含量降低，拥有疏水性。
实施例5
本实施例提供一种疏水型气相二氧化硅TD-220的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料气相二氧化硅T-200在200℃下进行预处理10分钟，提高所述气相二氧化硅T-200的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅T-200与表面处理剂DMDC在396℃下，反应12分钟，得到经过表面处理剂DMDC处理过的气相二氧化硅TD-220，其中，气相二氧化硅T-200的流量为20kg/h，表面处理剂DMDC的流量为8kg/h；
(i)将经过表面处理剂DMDC处理过的气相二氧化硅TD-220进行脱附，所述脱附温度为315℃，所述脱附时间为28分钟，所述脱附压力为0.05MPa，进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为6Nm3/h；
(j)对表面处理剂进行深冷处理，所述深冷处理的温度为-22℃，得到疏水型气相二氧化硅TD-220。
上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅的原生粒径为8～20nm，
原料气相二氧化硅T-200的羟基含量为1.54个/nm2，BET比表面积为202.6m2/g，pH值为4.18，原料气相二氧化硅中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.07wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅TD-220的表面羟基含量为0.41个/nm2，BET比表面积为168m2/g，pH值为4.62，碳含量为1.13wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法处理过的气相二氧化硅TD-220的表面羟基含量降低，拥有疏水性。
由于气相二氧化硅T-200表面含有部分羟基，使气相二氧化硅T-200具有亲水性，通过本实施例中的气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理后的气相二氧化硅TD-220的羟基含量有了明显的下降，气相二氧化硅T-200经过表面处理后，其表面的部分羟基被有机基团取代。气相二氧化硅表面羟基含量的变化，从一定程度上能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本实施例中的经过表面处理的气相二氧化硅TD-220的羟基含量低，则疏水化处理效果越好。碳含量的变化，从一定程度上也能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本实施例中的经过表面处理的气相二氧化硅TD-220的碳含量高，则表明有机基团取代羟基的程度越高，疏水化处理效果越好。
本实施例中提出的气相二氧化硅表面改性的方法，对气相二氧化硅T-200的表面处理程度更高，改性后的气相二氧化硅TD-220表面羟基含量在0.5个/nm2以下，能够应用于中极性到强极性体系，起到增稠触变、改善流变性的作用。
实施例6
本实施例提供一种疏水型气相二氧化硅TD-217的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料气相二氧化硅T-200在300℃下进行预处理15分钟，提高所述气相二氧化硅T-200的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅T-200与表面处理剂DMDC在396℃下，反应15分钟，得到经过表面处理剂DMDC处理过的气相二氧化硅TD-217，其中，气相二氧化硅T-200的流量为20kg/h，表面处理剂DMDC的流量为11kg/h；
(i)将经过表面处理剂DMDC处理过的气相二氧化硅TD-217进行脱附，所述脱附温度为370℃，所述脱附时间为13分钟，所述脱附压力为0.18MPa，进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为100Nm3/h；
(j)对表面处理剂进行深冷处理，所述深冷处理的温度为-28℃，得到疏水型气相二氧化硅TD-217。
上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅T-200的原生粒径为8～20nm，原料气相二氧化硅T-200的羟基含量为1.54个/nm2，BET比表面积为202.6m2/g，pH值为4.18，原料气相二氧化硅T-200中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.07wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅TD-217的表面羟基含量为0.37个/nm2，BET比表面积为147m2/g，pH值为4.75，碳含量为1.18wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法处理过的气相二氧化硅TD-217的表面羟基含量降低，拥有疏水性。
实施例7
本实施例提供一种疏水型气相二氧化硅TH-220的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料气相二氧化硅T-200在200℃下进行预处理10分钟，提高所述气相二氧化硅T-200的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅T-200与表面处理剂HMDS在396℃下，反应12分钟，得到经过表面处理剂HMDS处理过的气相二氧化硅TH-220，其中，气相二氧化硅T-200的流量为20kg/h，表面处理剂DMDC的流量为8kg/h；
(i)将经过表面处理剂HMDS处理过的气相二氧化硅TH-220进行脱附，所述脱附温度为330℃，所述脱附时间为15分钟，所述脱附压力为0.12MPa，进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为148Nm3/h；
(j)对表面处理剂进行深冷处理，所述深冷处理的温度为-27℃，得到疏水型气相二氧化硅TH-220。
上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅T-200的原生粒径为8～20nm，原料气相二氧化硅T-200的羟基含量为1.48个/nm2，BET比表面积为198.2m2/g，pH值为4.06，原料气相二氧化硅T-200中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.05wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅T-200的表面羟基含量为0.35个/nm2，BET比表面积为145m2/g，pH值为7.32，碳含量为2.63wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法处理过的气相二氧化硅TH-220的表面羟基含量降低，拥有疏水性。
实施例8
本实施例提供一种疏水型气相二氧化硅TH-215的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料气相二氧化硅T-200在300℃下进行预处理15分钟，提高所述气相二氧化硅T-200的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅T-200与表面处理剂HMDS在396℃下，反应15分钟，得到经过表面处理剂HMDS处理过的气相二氧化硅TH-215，其中，气相二氧化硅T-200的流量为20kg/h，表面处理剂DMDC的流量为11kg/h；
(i)将经过表面处理剂HMDS处理过的气相二氧化硅TH-215进行脱附，所述脱附温度为350℃，所述脱附时间为13分钟，所述脱附压力为0.14MPa，进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为90Nm3/h；
(j)对表面处理剂进行深冷处理，所述深冷处理的温度为-23℃，得到疏水型气相二氧化硅TH-215。
上述气相二氧化硅表面改性的方法步骤(1)中所使用的原料气相二氧化硅T-200的原生粒径为8～20nm，原料气相二氧化硅的T-200羟基含量为1.48个/nm2，BET比表面积为198.2m2/g，pH值为4.06，原料气相二氧化硅T-200中的二氧化硅含量99wt％～100wt％，碳含量0.05wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅TH-215的表面羟基含量为0.29个/nm2，BET比表面积为126m2/g，pH值为7.23，碳含量为2.74wt％。经过上述气相二氧化硅表面改性的方法处理过的气相二氧化硅TH-215的表面羟基含量降低，拥有疏水性。
由于气相二氧化硅T-200表面含有部分羟基，使气相二氧化硅T-200具有亲水性，通过本实施例中的气相二氧化硅表面改性的方法得到的经过表面处理后的气相二氧化硅TH-215的羟基含量有了明显的下降，气相二氧化硅T-200经过表面处理后，其表面的部分羟基被有机基团取代。气相二氧化硅表面羟基含量的变化，从一定程度上能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本实施例中的经过表面处理的气相二氧化硅TH-215的羟基含量低，则疏水化处理效果越好。碳含量的变化，从一定程度上也能够反映气相二氧化硅表面疏水化处理的程度，本实施例中的经过表面处理的气相二氧化硅TH-215的碳含量高，则表明有机基团取代羟基的程度越高，疏水化处理效果越好。
本实施例中提出的气相二氧化硅表面改性的方法，对气相二氧化硅T-200的表面处理程度更高，改性后的气相二氧化硅TH-215表面羟基含量在0.5个/nm2以下，能够应用于中极性到强极性体系，起到增稠触变、改善流变性的作用，
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将气相二氧化硅在200～300℃下进行预处理10～30分钟，提高所述气相二氧化硅的表面羟基的活性；
(2)将气相二氧化硅与表面处理剂在350～450℃下，反应5～60分钟，得到经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述气相二氧化硅与所述表面处理剂的摩尔比为(1～10):1。
3.根据权利要求1所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的表面处理剂为硅氮烷、有机氯硅烷、3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，所述硅氮烷为六甲基二硅氮烷和/或六甲基乙基硅氮烷；
所述有机氯硅烷为一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述气相二氧化硅与所述表面处理剂逆向接触反应。
6.根据权利要求1所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，在所述步骤(2)之后还包括步骤(i)将经过表面处理剂处理过的气相二氧化硅进行脱附。
7.根据权利要求6所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，所述步骤(i)中的所述脱附温度为300～370℃，所述脱附时间为5～30分钟，所述脱附压力为0～0.2MPa。
8.根据权利要求7所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，所述步骤(i)中进行所述脱附时所使用的脱附气体的流量为5～150Nm3/h。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，所述步骤(1)、(2)在流化床表面处理炉中进行。
10.根据权利要求1～8任意一项所述的气相二氧化硅表面改性的方法，其特征在于，所述气相二氧化硅表面改性的方法为间歇表面处理的方法。
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