[发明专利]一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料，其特征在于：通过在二氧化硅粒子表面接枝氟改性烷基硅烷制备而成，其反应原料如下：

纳米级二氧化硅；

氟改性烷基硅烷：结构式R_f-CH₂-CH₂-Si(OR₁)₃，其中，R₁为甲基或乙基，R_f为C_nF_2n+1，1≤n≤12，n为整数；或其不同结构长链氟硅烷的混合物；

所述反应原料按质量比纳米级二氧化硅∶氟改性烷基硅烷＝3～7∶1；

所述制备过程为：将所述纳米级二氧化硅加入溶剂和水中，并调节溶液体系的pH值呈碱性；然后在溶液体系中加入氟改性烷基硅烷以对二氧化硅粒子进行表面接枝改性而得到氟硅烷改性二氧化硅纳米材料。

2.根据权利要求1所述的氟硅烷改性二氧化硅纳米材料，其特征在于：所述纳米级二氧化硅的平均粒径为10～100nm。

3.权利要求1-2之一所述氟硅烷改性二氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将纳米级二氧化硅加入溶剂和水中，在35～65℃温度下搅拌混合，得到溶液体系；

(2)保持所述温度并加入碱性催化剂调节溶液体系pH值为7.5～12，继续搅拌1～3h；

(3)在溶液体系中加入氟改性烷基硅烷，在35～65℃温度下继续搅拌反应2～6h，得到透明溶液；加入中和试剂调节溶液pH值为5～7，过滤反应产物即得到氟硅烷改性二氧化硅纳米材料。

4.根据权利要求3所述的氟硅烷改性二氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于：按质量比所述溶剂∶水∶氟改性烷基硅烷＝1～50∶1～2∶1～2。

5.根据权利要求3或4所述的氟硅烷改性二氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于：所述溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇、异丙二醇中的一种或其组合。

6.根据权利要求3所述的氟硅烷改性二氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于：所述碱性催化剂为氢氧化钠、浓氨水、乙醇钠。

7.根据权利要求3所述的氟硅烷改性二氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于：所述中和试剂为氯化铵、盐酸、乙酸。

8.权利要求1-2之一所述氟硅烷改性二氧化硅纳米材料的应用，其特征在于：所述纳米材料用于玻璃、陶瓷、金属、塑料、橡胶、电子元器件的表面处理。