CN107353697A

CN107353697A - 一种复合消光剂的制备方法

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Publication number: CN107353697A
Application number: CN201710510219.XA
Authority: CN
Inventors: 姜向军; 方晓俊; 陈春
Original assignee: Changzhou He Ji Textile Co Ltd
Current assignee: Changzhou He Ji Textile Co Ltd
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2017-11-17

Abstract

本发明公开了一种复合消光剂的制备方法，属于消光技术领域。本发明先将氯化镁、氯化铁与水搅拌溶解，并用碱液调节pH，过滤得滤渣，洗涤、干燥、煅烧得镁铁氢氧化物，再取硅酸钠与硫酸溶液、葡萄糖等混合保温反应得凝胶体，干燥、粉碎、过筛、烧结后，与镁铁氢氧化物、去离子水超声分散，再加入乙二胺四乙酸等继续超声分散，并经保温处理、离心分离、干燥得复合消光剂。本发明的有益效果是：本发明将镁铁氢氧化物和高孔容纳米二氧化硅进行复合，即为磁性颗粒和非磁性颗粒复合，由于纳米片层的高活性，相互复合后，存在较强的交互作用，增大孔容，提高消光性能。

Description

一种复合消光剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合消光剂的制备方法，属于消光技术领域。

背景技术

漆膜消光后会给人以优雅和舒适的感觉，质感强，而且漆膜表面消光之后可隐蔽轻微的漆膜缺陷，使外观均匀一致，深受人们的青睐。消光剂的作用就在于使涂料的干膜表面产生肉眼看不出的微粗糙度，粗糙的干膜表面使散射光比反射光多，这样反映在人们眼睛里的就是消光表面。目前，最常使用的是二氧化硅消光剂。二氧化硅消光剂是一类能够改变涂膜表面光学性能的助剂，这类助剂能够在涂膜表面产生微粗糙度，使涂膜的光泽显著降低。其折射率为1.46，与各种涂料用树脂的折射率1.4～1.5接近。

二氧化硅消光剂制备方法有气相法、四氯化硅生产法和凝胶法等。气相法由硅的卤化物在氢氧火焰中在高温下水解、燃烧过程中形成的二氧化硅原生粒子相互碰撞形成二次粒子并形成长链而生成的带有表面羟基和吸附水的超微细粉末。四氯化硅生产法主要过程是经气化的四氯化硅、氢和氧组成的均相气体混合在水解炉中燃烧，在1800℃高温下进行水解反应，烟雾状的纳米二氧化硅通过聚集器聚集，然后经旋风分离器分离收集，再经脱酸炉用氨气进行脱酸处理，得到成品。凝胶法是将一定浓度的酸和碱性硅酸盐（常用的是硅酸钠）在碱或酸性条件下反应，得到均匀的水溶胶凝胶，经老化、破碎、洗涤、水热处理、干燥、粉碎即可得到产品。但这些方法制得二氧化硅消光剂还存在吸油值偏低，比表面积小，孔容较小、消光效果差，孔径分布宽的问题。

因此，亟待开发一种孔容大的二氧化硅消光剂具有必要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统二氧化硅消光剂孔容较小、消光效果差的弊端，提供了一种复合消光剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）别称取氯化镁和氯化铁加入水中，搅拌混合至固体溶解后用碱液调节pH为11.0～12.0，搅拌，过滤，得滤渣，洗涤后干燥，得干燥物后加入马弗炉中，保温煅烧后即可得镁铁氢氧化物；

（2）按质量比1:5，称取硅酸钠和质量分数36%硫酸溶液加入反应釜中，搅拌混合后加热，再在搅拌条件下向反应釜中加入葡萄糖和丙烯酰胺，调节pH值为3.0～4.0，保温搅拌反应后冷却至室温，放置后出料，得凝胶体；

（3）将凝胶体放入烘箱中干燥，得干凝胶，将干凝胶粉碎，过筛，得干凝胶粉末后放入管式炉中，保温烧结后得高孔容纳米二氧化硅；

（4）按质量比5:1，将高孔容纳米二氧化硅和镁铁氢氧化物混合，得混合物，将混合物加入去离子水中，超声分散后得分散液，向分散液中加入乙二胺四乙酸和十二烷基硫酸钠，继续超声分散后加入水热釜中，在氮气保护下加热，保温处理后出料，离心分离得沉淀物，干燥后得复合消光剂。

步骤（1）中所述的氯化镁和氯化铁的质量比为1:2。

步骤（1）中所述的碱液为质量分数10%氢氧化钠溶液。

步骤（1）中所述的马弗炉温度为500～600℃，煅烧时间为20～30min。

步骤（2）中所述的加热温度为60～80℃。

步骤（2）中所述的葡萄糖质量为硅酸钠质量1.5～1.8倍，丙烯酰胺质量为硅酸钠质量2～5%。

步骤（3）中所述的管式炉的温度为700～800℃，烧结时间为5～7h。

步骤（4）中所述的乙二胺四乙酸质量为分散液质量0.1～0.3%，十二烷基硫酸钠质量为分散液质量3～5%。

步骤（4）中所述的加热温度为120～150℃，保温处理时间为4～6h。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以纳米尺寸的二氧化硅为内核，外表面包覆聚丙烯酰胺凝胶，形成核壳结构，高温烧结后的干凝胶使二氧化硅形成多孔三维结构，并且其孔容大，蓬松性好，制备得消光剂消光性能好，在涂料生产过程中分散性好，不易破碎，而且不易沉降；

（2）本发明将镁铁氢氧化物和高孔容纳米二氧化硅进行复合，即为磁性颗粒和非磁性颗粒复合，由于纳米片层的高活性，相互复合后，存在较强的交互作用，增大孔体积，提高消光性能；

（3）本发明通过加入十二烷基硫酸钠，其目的是为了提高复合颗粒的孔容，改善孔结构，提高表面积。

具体实施方式

按质量比1:2:100，分别称取氯化镁和氯化铁加入水中，搅拌混合至固体溶解后用质量分数10%氢氧化钠溶液调节pH为11.0～12.0，搅拌20～30min后过滤，得滤渣，用水洗涤2～4次后放入烘箱中，在60～80℃温度下干燥4～6h，得干燥物后加入马弗炉中，升温至500～600℃，保温煅烧20～30min，煅烧后即可得镁铁氢氧化物；按质量比1:5，分别称取硅酸钠和质量分数36%硫酸溶液加入反应釜中，搅拌混合后加热至60～80℃，在搅拌条件下向反应釜中加入硅酸钠质量1.5～1.8倍葡萄糖和硅酸钠质量2～5%丙烯酰胺，以500～700r/min转速搅拌混合20～30min，搅拌后用质量分数3%氨水调节pH值为3.0～4.0，调节后保温搅拌反应30～40min，搅拌后冷却至室温，放置30～50min后出料，得凝胶体；将凝胶体放入烘箱中，在130～150℃温度下干燥12～15h，干燥后得干凝胶，将干凝胶粉碎，过100～120目筛，得干凝胶粉末后放入管式炉中，升温至700～800℃，保温烧结5～7h，烧结后得高孔容纳米二氧化硅；按质量比5:1，将高孔容纳米二氧化硅和镁铁氢氧化物混合，得混合物，按质量比1:100，将混合物加入去离子水中，在180～220W功率下超声分散10～15min，分散后得分散液，向分散液中加入分散液质量0.1～0.3%乙二胺四乙酸和分散液质量3～5%十二烷基硫酸钠，继续超声分散3～5min后加入水热釜中，在氮气保护下加热至120～150℃，保温4～6h后处理，处理后出料，离心分离得沉淀物，放入烘箱中，在100～110℃烘箱下干燥8～10h，收集干燥颗粒，即为复合消光剂。

实例1

按质量比1:2:100，分别称取氯化镁和氯化铁加入水中，搅拌混合至固体溶解后用质量分数10%氢氧化钠溶液调节pH为11.0，搅拌20min后过滤，得滤渣，用水洗涤2次后放入烘箱中，在60℃温度下干燥4h，得干燥物后加入马弗炉中，升温至500℃，保温煅烧20min，煅烧后即可得镁铁氢氧化物；按质量比1:5，分别称取硅酸钠和质量分数36%硫酸溶液加入反应釜中，搅拌混合后加热至60℃，在搅拌条件下向反应釜中加入硅酸钠质量1.5倍葡萄糖和硅酸钠质量2%丙烯酰胺，以500r/min转速搅拌混合20min，搅拌后用质量分数3%氨水调节pH值为3.0，调节后保温搅拌反应30min，搅拌后冷却至室温，放置30min后出料，得凝胶体；将凝胶体放入烘箱中，在130℃温度下干燥12h，干燥后得干凝胶，将干凝胶粉碎，过100目筛，得干凝胶粉末后放入管式炉中，升温至700℃，保温烧结5h，烧结后得高孔容纳米二氧化硅；按质量比5:1，将高孔容纳米二氧化硅和镁铁氢氧化物混合，得混合物，按质量比1:100，将混合物加入去离子水中，在180W功率下超声分散10min，分散后得分散液，向分散液中加入分散液质量0.1%乙二胺四乙酸和分散液质量3%十二烷基硫酸钠，继续超声分散3min后加入水热釜中，在氮气保护下加热至120℃，保温4h后处理，处理后出料，离心分离得沉淀物，放入烘箱中，在100℃烘箱下干燥8h，收集干燥颗粒，即为复合消光剂。

实例2

按质量比1:2:100，分别称取氯化镁和氯化铁加入水中，搅拌混合至固体溶解后用质量分数10%氢氧化钠溶液调节pH为11.5，搅拌25min后过滤，得滤渣，用水洗涤3次后放入烘箱中，在70℃温度下干燥5h，得干燥物后加入马弗炉中，升温至550℃，保温煅烧25min，煅烧后即可得镁铁氢氧化物；按质量比1:5，分别称取硅酸钠和质量分数36%硫酸溶液加入反应釜中，搅拌混合后加热至70℃，在搅拌条件下向反应釜中加入硅酸钠质量1.7倍葡萄糖和硅酸钠质量3%丙烯酰胺，以600r/min转速搅拌混合25min，搅拌后用质量分数3%氨水调节pH值为3.5，调节后保温搅拌反应35min，搅拌后冷却至室温，放置40min后出料，得凝胶体；将凝胶体放入烘箱中，在140℃温度下干燥14h，干燥后得干凝胶，将干凝胶粉碎，过110目筛，得干凝胶粉末后放入管式炉中，升温至750℃，保温烧结6h，烧结后得高孔容纳米二氧化硅；按质量比5:1，将高孔容纳米二氧化硅和镁铁氢氧化物混合，得混合物，按质量比1:100，将混合物加入去离子水中，在200W功率下超声分散13min，分散后得分散液，向分散液中加入分散液质量0.2%乙二胺四乙酸和分散液质量4%十二烷基硫酸钠，继续超声分散4min后加入水热釜中，在氮气保护下加热至130℃，保温5h后处理，处理后出料，离心分离得沉淀物，放入烘箱中，在105℃烘箱下干燥9h，收集干燥颗粒，即为复合消光剂。

实例3

按质量比1:2:100，分别称取氯化镁和氯化铁加入水中，搅拌混合至固体溶解后用质量分数10%氢氧化钠溶液调节pH为12.0，搅拌30min后过滤，得滤渣，用水洗涤4次后放入烘箱中，在80℃温度下干燥6h，得干燥物后加入马弗炉中，升温至600℃，保温煅烧30min，煅烧后即可得镁铁氢氧化物；按质量比1:5，分别称取硅酸钠和质量分数36%硫酸溶液加入反应釜中，搅拌混合后加热至80℃，在搅拌条件下向反应釜中加入硅酸钠质量1.8倍葡萄糖和硅酸钠质量5%丙烯酰胺，以700r/min转速搅拌混合30min，搅拌后用质量分数3%氨水调节pH值为4.0，调节后保温搅拌反应40min，搅拌后冷却至室温，放置50min后出料，得凝胶体；将凝胶体放入烘箱中，在150℃温度下干燥15h，干燥后得干凝胶，将干凝胶粉碎，过120目筛，得干凝胶粉末后放入管式炉中，升温至800℃，保温烧结7h，烧结后得高孔容纳米二氧化硅；按质量比5:1，将高孔容纳米二氧化硅和镁铁氢氧化物混合，得混合物，按质量比1:100，将混合物加入去离子水中，在220W功率下超声分散15min，分散后得分散液，向分散液中加入分散液质量0.3%乙二胺四乙酸和分散液质量5%十二烷基硫酸钠，继续超声分散5min后加入水热釜中，在氮气保护下加热至150℃，保温6h后处理，处理后出料，离心分离得沉淀物，放入烘箱中，在110℃烘箱下干燥10h，收集干燥颗粒，即为复合消光剂。

将上述实施例所得复合消光剂与UV涂料用二氧化硅消光剂进行检测，并进行对比，结果如表一所示。

表一：

检测项目	孔容（mL/g）	平均粒径（μm）	比表面积（m²/g）
				实例1	1.4	5.8	210.1
实例2	1.7	6.3	215.7
				实例3	1.9	7.0	223.6
UV涂料用二氧化硅消光剂	0.6～1.0	2.0～8.0	140.2～220.3

由上表可知，本发明复合消光剂孔容大，可有效提高消光性能。

Claims

1.一种复合消光剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为；

分别称取氯化镁和氯化铁加入水中，搅拌混合至固体溶解后用碱液调节pH为11.0～12.0，搅拌，过滤，得滤渣，洗涤后干燥，得干燥物后加入马弗炉中，保温煅烧后即可得镁铁氢氧化物；

按质量比1:5，称取硅酸钠和质量分数5%醋酸溶液加入反应釜中，搅拌混合后加热，再在搅拌条件下向反应釜中加入葡萄糖和丙烯酰胺，调节pH值为3.0～4.0，保温搅拌反应后冷却至室温，放置后出料，得凝胶体；

将凝胶体放入烘箱中干燥，得干凝胶，将干凝胶粉碎，过筛，得干凝胶粉末后放入管式炉中，保温烧结后得高孔容纳米二氧化硅；

按质量比5:1，将高孔容纳米二氧化硅和镁铁氢氧化物混合，得混合物，将混合物加入去离子水中，超声分散后得分散液，向分散液中加入乙二胺四乙酸和十二烷基硫酸钠，继续超声分散后加入水热釜中，保温12～15h后出料，离心分离得沉淀物，干燥后得复合消光剂。

2.根据权利要求1所述的一种复合消光剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的氯化镁和氯化铁的质量比为1:2。

3.根据权利要求1所述的一种复合消光剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的碱液为质量分数10%氢氧化钠溶液。

4.根据权利要求1所述的一种复合消光剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的马弗炉温度为500～600℃，煅烧时间为20～30min。

5.根据权利要求1所述的一种复合消光剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的加热温度为60～80℃。

6.根据权利要求1所述的一种复合消光剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的葡萄糖质量为硅酸钠质量1.5～1.8倍，丙烯酰胺质量为硅酸钠质量2～5%。

7.根据权利要求1所述的一种复合消光剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的管式炉的温度为700～800℃，烧结时间为5～7h。

8.根据权利要求1所述的一种复合消光剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的乙二胺四乙酸质量为分散液质量0.1～0.3%，十二烷基硫酸钠质量为分散液质量3～5%。

9.根据权利要求1所述的一种复合消光剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的加热温度为120～150℃，保温处理时间为12～15h。