一種絹云母/納米二氧化硅復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種絹云母/二氧化硅復合材料及其制備方法，其特征在于所述的復合材料是以絹云母為核，納米二氧化硅為殼的核殼結構形式的復合材料。其制備方法是在水溶液體系中，通過將表面改性后的絹云母與二氧化硅球混合并在一定溫度下加熱，得到一種核殼結構的復合材料。該技術使用的基體材料絹云母是天然礦物，原料易得，無污染且成本較低，制備過程簡單安全可靠，易于實現控制，且產品質量穩定，所得到的復合材料在有機溶劑中具有良好的分散性，同時具有優異的抗紫外性能，可應用在涂料，化妝品等領域。在復合材料合成或其他相關科學領域具有很好的潛在應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種絹云母/納米二氧化硅復合材料及其制備方法。
技術介紹
絹云母是白云母的一個亞種，具有層狀結構的硅酸鹽礦物，結構由兩層硅氧四面體夾著一層鋁氧八面體構成的復式硅氧層。外觀呈半透明、富有質感的絲絹光澤。解理完全可以形成極薄的片狀結構，具有很大的長徑比(可達100以上)，這種極高長徑比的層狀結構使得絹云母具有具有柔軟滑爽的特性，可用于化妝品中，增強其平滑、清爽肌膚的作用。絹云母的標準化學結構式為KA12[AlSi3010](0H)2。屬于單歇晶系。片狀的絹云母在涂膜中具有高度的定向性，一般沿平行方向平行排列，上下重疊。當有光照射時，會發生全消光或者干涉。同時，由于絹云母的解理比較完全，會形成緊密層疊的離解面，這種結構可以對入射光層層反射，使透過光減少，反射光相互干涉。因此絹云母具有比一般無機材料更好的紫外線屏蔽能力。絹云母的這些優良的性質使其在很多領域得到了應用，如陶慧等人(陶慧陳雙俊張軍，橡膠工業，2012，4)利用硬脂酸對絹云母進行表面改性，研究改性絹云母用量對順丁橡膠性能的影響；高延敏等人(高延敏、王曉艷、宋東坡、奚麗萍。江蘇科技大學學報(自然科學版)，2010，24，3)研究對絹云母表面改性后在環氧涂料防腐性能上的應用；陳建文等人(陳建文，塑料，2003，32，6)研究了絹云母在硬聚氯乙烯中的應用配方，工藝參數等問題。由此可見，絹云母 在許多領域都得到了很好的應用。但是絹云母的自然顏色呈灰白色且不易改變，這使得其在很多方面的應用都受到限制，例如在白色涂料中添加絹云母時會對產品的外觀產生很大的影響；在增白類的化妝品中添加同樣會影響使用效果。因此發展一種新型的白度更好的絹云母材料是十分必要的。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種絹云母為核，納米二氧化硅為殼的核殼結構形式的復合材料，其白度高于絹云母，同時抗紫外性能要比絹云母更加優越。這個復合材料材料另外一個優點是，高球度的納米二氧化硅具有很高滑度特別適用于化妝品中增加產品的滑感。本專利技術所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現:一種絹云母/納米二氧化硅復合材料，其特征在于所述復合材料是以絹云母為核，納米二氧化硅為殼的核殼結構形式。一種絹云母/納米二氧化硅復合材料的制備方法，其特征在于，其操作步驟如下:(I)、制備納米二氧化硅微球；(2)、對絹云母表面進行改性，得到絹云母粉末；(3)、將上述步驟(2)獲得的絹云母粉末混合于水與丙醇的混合溶液，形成物料質量濃度為10-55%的混合物，超聲分散10-90min ;攪拌使絹云母分散均勻；(4)、將上述步驟(1)獲得的二氧化硅微球與步驟(3)獲得的混合溶液放入反應釜中，攪拌3-15h，攪拌速度100-200rpm，控制溫度為45_70°C ；(5)、將上述步驟(4)得到的產物洗滌，并在80_120°C下烘干2_6h，粉碎，制備絹云母/納米二氧化硅復合材料。上述的制備方法中，所述的水與丙醇混合溶液中水與丙醇的質量比為1:0.3-1.5。所述的制備方法中，所述對絹云母表面進行改性使用的改性劑為KH540。所述的制備方法中，所述的納米二氧化硅微球與絹云母的質量比為1:0.2-1.5。所述的復合材料的用途可以應用于涂料和化妝品的生產中。所述對絹云母改性的方法可以是如下方法:稱取100_200g絹云母粉體置于高速混合機中邊攪拌邊加熱，待溫度上升至90-110°C時，分三次加入計量的KH540，偶聯劑的總量占絹云母量的0.5% _5%，每次間隔5-10min，最后再高速攪拌10_30min，得到用該法改性處理的絹云母超細粉末。產物經掃描電鏡鑒定為片狀絹云母微粒(附圖1)。其平均粒徑約為 5-20 μ m。所述的納米二氧化硅微球的制備方法可以是如下方法:將0.5-3g十六烷基三甲基溴化銨加入到500-1200ml水與丙醇的混合溶劑中，攪拌均勻后將4_50ml硅原和4_40ml的PH調節劑相繼加入其中，并繼續攪拌8-24小時后得到二氧化硅球。產物經掃描電鏡鑒定為二氧化硅微球(附圖2)。球的直徑約為0.3-0.5 μ m。本專利技術的有益效果是:I)本專利技術利用絹云母作為基體，通過化學鍵結合的方法在其表面生產沉積一層至數層的納米二氧化硅，這種復合材料充分利用了絹云母與二氧化硅的優點，具有很好的抗紫外性能與滑感，并且可以通過改變兩者含量增加其在溶液中的分散性和白度；2)另外，由于制備過程中使用的試劑均為常用的藥品，價格低廉易得，該技術使用的基體材料絹云母是天然礦物，原料易得，無污染且成本較低，制備過程簡單安全可靠，易于實現控制，且產品質量穩定，所得到的復合材料在有機溶劑中具有良好的分散性，可應用在涂料，化妝品等領域；3)在復合材料合成或其他相關科學領域具有很好的潛在應用價值。【附圖說明】圖1通過KH540改性的絹云母的電鏡照片；圖2制備的納米二氧化硅的電鏡照片；圖3實施例一產物的電鏡照片；圖4制備產物與原絹云母抗紫外性能的對比?！揪唧w實施方式】為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。實施例1: 稱量上述步驟制備的50g 二氧化硅分散在100mL水與50ml無水丙醇的混合溶液中超聲30min使納米二氧化娃充分分散,加入200g上述步驟制備的改性絹云母并繼續超聲30min。超聲完后，將混合溶液放在磁力攪拌器中攪拌18h，經過洗滌、烘干后得到白色粉末。最后打散機打散后得到絹云母/納米二氧化硅復合材料。產物經掃描電鏡鑒定為核殼結構，在絹云母微粒上附有納米二氧化硅微球殼結構(附圖3)。利用紫外線光譜掃描儀分光儀記錄復合材料與絹云母材料在200-800nm波長下紫外線照射情況，測試結果如附圖4所示。復合材料的光透過率明顯低于絹云母，即其抗紫外性能優于絹云母。實施例2取上述步驟制備的35g納米二氧化硅分散在100mL水與50ml無水丙醇的混合溶液中超聲30min使納米二氧化娃充分分散,加入200g上述步驟制備的改性絹云母并繼續超聲30min。超聲完后，將混合溶液放在磁力攪拌器中攪拌18h，經過洗滌、烘干后得到白色粉末。最后打散機打散后得到絹云母/納米二氧化硅復合材料。實施例3取上述步驟制備的20g納米二氧化硅分散在100mL水與50ml無水丙醇的混合溶液中超聲30min使納米二氧化娃充分分散,加入200g上述步驟制備的改性絹云母并繼續超聲30min。超聲完后，將混合溶液放在磁力攪拌器中攪拌18h，經過洗滌、烘干后得到白色粉末。最后打散 機打散后得到絹云母/納米二氧化硅復合材料。以上顯示和描述了本專利技術的基本原理和主要特征和本專利技術的優點。本行業的技術人員應該了解，本專利技術不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本專利技術的原理，在不脫離本專利技術精神和范圍的前提下，本專利技術還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本專利技術范圍內。本專利技術要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種絹云母/納米二氧化硅復合材料，其特征在于所述復合材料是以絹云母為核，納米二氧化硅為殼的核殼結構形式。

【技術特征摘要】
1.一種絹云母/納米二氧化硅復合材料，其特征在于所述復合材料是以絹云母為核，納米二氧化硅為殼的核殼結構形式。2.一種如權利要求1所述的復合材料的制備方法，其特征在于，其操作步驟如下: (1)、制備納米二氧化硅微球； (2)、對絹云母表面進行改性，得到絹云母粉末； (3)、將上述步驟(2)獲得的絹云母粉末混合于水與丙醇的混合溶液，形成物料質量濃度為10-55%的混合物,超聲分散10-90min ;攪拌使絹云母分散均勻； (4)、將上述步驟(1)獲得的二氧化硅微球與步驟(3)獲得的混合溶液放入反應釜中，攪拌3-15h，攪拌速度100-200rpm，控制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：萬斌，關洪勇，夏玉明，陳靜，李青，
申請(專利權)人：安徽恒昊科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34