并將高純CO2泵入釜Al中溶解偶聯(lián)劑溶液，預(yù)設(shè)壓力lOMPa。同時將漿料B移入反應(yīng)釜B2中，以適當?shù)乃俣葦嚢璨2開始加熱，預(yù)設(shè)溫度80°C，溫度到位后將高純CO2泵入B2中溶解漿料B，目標壓力9MPa。當釜Al和釜B2的壓力和溫度升到預(yù)設(shè)值后，打開兩釜體之間的閥門，Al中的偶聯(lián)劑溶液A被超臨界CO2流體裹挾帶入B2中，在攪拌的作用下跟氧化鋅粉體漿料充分混合并反應(yīng)。繼續(xù)向Al泵入CO2 (保持Al和B2連通)以達到釜B2預(yù)期的保壓值lOMPa，攪拌速度400rpm，反應(yīng)時間50分鐘。反應(yīng)結(jié)束后，泄壓收料，使用去離子水洗滌后烘干，研磨后得到改性氧化鋅粉體。
[0021]實施例2:
(I)漿料配制
稱取0.5克鈦酸酯偶聯(lián)劑UP-105加入到少量的無水乙醇中攪拌均勻，得到溶液A。將10g粒徑大小為10nm左右的納米ATO粉加入到500ml無水乙醇中，使用高速剪切設(shè)備對漿料進行預(yù)處理，剪切速度為40000rpm，處理10分鐘，得到漿料B。
[0022](2)超臨界改性
將溶液A加入到預(yù)處理釜體Al中，開始升溫，預(yù)設(shè)溫度35°C，并將高純CO2泵入釜Al中溶解偶聯(lián)劑溶液，預(yù)設(shè)壓力20MPa。同時將漿料B移入反應(yīng)釜B2中，以適當?shù)乃俣葦嚢璨2開始加熱，預(yù)設(shè)溫度35°C，溫度到位后將高純CO2泵入B2中溶解漿料B，目標壓力19.5MPa。當釜Al和釜B2的壓力和溫度升到預(yù)設(shè)值后，打開兩釜體之間的閥門，Al中的偶聯(lián)劑溶液A被超臨界CO2流體裹挾帶入B2中，在攪拌的作用下跟ATO粉體漿料充分混合并反應(yīng)。繼續(xù)向Al泵入CO2 (保持Al和B2連通)以達到釜B2預(yù)期的保壓值20MPa，攪拌速度600rpm，反應(yīng)時間30分鐘。反應(yīng)結(jié)束后，泄壓收料，使用無水乙醇洗滌后烘干，研磨后得到改性ATO粉體。
[0023]實施例3:
(I)漿料配制稱取1.1克M型鋁鋯酸鹽偶聯(lián)劑加入到少量的丙二醇中攪拌均勻，得到溶液A。將10g粒徑大小為900nm的二氧化硅粉體加入到700ml丙二醇中，使用高速剪切設(shè)備對漿料進行預(yù)處理，剪切速度為1000rpm，處理10分鐘，得到漿料B。
[0024](2)超臨界改性
將溶液A加入到預(yù)處理釜體Al中，開始升溫，預(yù)設(shè)溫度70°C，并將高純CO2泵入釜Al中溶解偶聯(lián)劑溶液，預(yù)設(shè)壓力40MPa。同時將漿料B移入反應(yīng)釜B2中，以適當?shù)乃俣葦嚢璨2開始加熱，預(yù)設(shè)溫度70°C，溫度到位后將高純CO2泵入B2中溶解漿料B，目標壓力38MPa。當釜Al和釜B2的壓力和溫度升到預(yù)設(shè)值后，打開兩釜體之間的閥門，Al中的偶聯(lián)劑溶液A被超臨界CO2流體裹挾帶入B2中，在攪拌的作用下跟二氧化硅粉體漿料充分混合并反應(yīng)。繼續(xù)向Al泵入CO2 (保持Al和B2連通)以達到釜B2預(yù)期的保壓值40MPa，攪拌速度700rpm，反應(yīng)時間90分鐘。反應(yīng)結(jié)束后，泄壓收料，使用丙二醇洗滌后烘干，研磨后得到改性二氧化硅粉體。
【主權(quán)項】
1.一種利用超臨界二氧化碳改性超細氧化物粉體的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)漿料配制 稱取偶聯(lián)劑加入到少量的溶劑中攪拌均勻，偶聯(lián)劑和超細粉體的質(zhì)量比為0.2-3:100，得到溶液A ;同時將超細粉體加入到溶劑中，溶劑種類和前述溶劑保持一致，超細粉體和溶劑的質(zhì)量比為1:2 - 2 O，使用高速剪切設(shè)備對漿料進行預(yù)處理，剪切速度為10000-40000rpm，處理10-20分鐘，得到漿料B ； (2)超臨界改性 將溶液A加入到預(yù)處理釜體Al中，開始升溫，預(yù)設(shè)溫度35°C _150°C，并將高純0)2泵入釜Al中溶解偶聯(lián)劑溶液，預(yù)設(shè)壓力高于7.2MPa ;同時將漿料B移入反應(yīng)釜B2中，以適當?shù)乃俣葦嚢璨2開始加熱，預(yù)設(shè)溫度35°C -150°C，溫度到位后將高純0)2泵入B2中溶解漿料B，目標壓力高于7.2MPa ;釜體Al和釜體B2用管道連通，通過閥門控制開關(guān)，預(yù)處理釜體Al的壓力值要高于B2釜體0.2-2MPa，釜體Al和釜體B2的容積比為1:3-50 ;當釜Al和釜B2的壓力和溫度升到預(yù)設(shè)值后，打開兩釜體之間的閥門，Al中的偶聯(lián)劑溶液A會被超臨界CO2流體裹挾帶入B2中，在攪拌的作用下跟氧化物粉體漿料充分混合并反應(yīng)；繼續(xù)向Al泵入CO2，保持Al和B2連通，以達到釜B2預(yù)期的保壓值7.5MPa_50MPa，攪拌速度維持在300-700rpm，反應(yīng)時間0.5-2小時；反應(yīng)結(jié)束后，泄壓收料，根據(jù)需要使用相應(yīng)的溶劑洗滌后烘干，研磨后得到改性粉體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用超臨界二氧化碳改性超細氧化物粉體的方法，其特征在于，所述的超細粉體為氧化鋅(ZnO)，氧化鈦(T1)，氧化硅(S12),氧化銅(CuO)，氧化亞銅(Cu2O)，氧化紀(Y2O3)，氧化鋁(Al2O3)，氧化鐵(Fe2O3)，四氧化三鐵(Fe3O4)，氧化銦錫(ITO)，氧化錫銻(ΑΤ0)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用超臨界二氧化碳改性超細氧化物粉體的方法，其特征在于，所述的超細粉體粒徑范圍在0.01 μm-6.5 μmD4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用超臨界二氧化碳改性超細氧化物粉體的方法，其特征在于，所述的溶劑為去離子水、甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用超臨界二氧化碳改性超細氧化物粉體的方法，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑類型為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋯鋁酸鹽偶聯(lián)劑；其中硅烷偶聯(lián)劑是指乙烯基三乙氧基硅烷(Α-151)，γ-氨丙基三乙氧基硅烷(ΚΗ-550)，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ-570);鈦酸酯偶聯(lián)劑是指單烷氧基不飽和脂肪酸鈦酸酯(UP-105)，焦磷酸型鈦酸酯(UP-201)，三異硬酯酸鈦酸異丙酯(UP-130)； 鋁鋯酸鹽偶聯(lián)劑是指APG型(有機官能團為氨基)鋁鋯酸鹽偶聯(lián)劑和M型(有機官能團為甲基丙烯酸)鋁鋯酸鹽偶聯(lián)劑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用超臨界二氧化碳改性超細氧化物粉體的方法，其特征在于，所述的二氧化碳要求純度彡99.9%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用超臨界二氧化碳改性超細氧化物粉體的方法，其特征在于，所得的改性粉體通過接觸角測試，接觸角可維持在110°以上，分散性良好，粒度均勻，團聚明顯減少。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在超臨界二氧化碳條件下偶聯(lián)超細氧化物粉體的改性方法。超臨界二氧化碳具有與液體相近的溶解能力和傳熱系數(shù)，又具有與氣體相近的粘度系數(shù)和擴散系數(shù)，在此條件下偶聯(lián)劑和溶劑的溶解性能都得到了很大的提升，從而使粉體和偶聯(lián)劑在溶劑中有更好的分散性和均勻性，最終加大了偶聯(lián)劑分子和粉體顆粒的接觸面積和幾率，提高了包覆效果。方法涉及工藝簡單，原料環(huán)保無毒，所得改性粉體普遍可以達到110°以上的接觸角，疏水效果明顯。
【IPC分類】C09C1/40, C09C3/00, C09C1/24, C09C3/06, C09C3/08, C09C1/00, C09C3/12, C09C1/28, C09C1/36, C09C1/04
【公開號】CN104974557
【申請?zhí)枴緾N201510405766
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 陳超, 韓嘵芳, 王艷麗
【申請人】上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年7月10日