[发明专利]一种改性纳米氧化锌

说明书

本发明公开了一种改性纳米氧化锌，先对纳米氧化锌进行活化处理，然后再对活化后的纳米氧化锌采用偶联剂进行表面修饰，再采用氧化铋包覆纳米氧化锌，即可；本发明通过对纳米氧化锌进行改性后，使用到涂料中能够显著提高涂料涂膜硬度和附着力。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种改性纳米氧化锌。

背景技术

氧化锌（ZnO），俗称锌白，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。

此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织、涂料等领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。

纳米氧化锌在涂料中使用较为频繁，能够显著提高涂料的性能，但是普通纳米氧化锌对涂料性能的提高的作用具有一定的局限度，如果打破此局限性，以继续提高涂料的性能是所要研究的重点。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改性纳米氧化锌。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种改性纳米氧化锌，先对纳米氧化锌进行活化处理，然后再对活化后的纳米氧化锌采用偶联剂进行表面修饰，再采用氧化铋包覆纳米氧化锌，即可。

进一步的，所述纳米氧化锌粒度为60-80nm。

进一步的，所述对纳米氧化锌进行活化处理具体为：将一定量的纳米氧化锌与水混合配制成质量浓度为5.8%的纳米氧化锌水悬浮液，加入纳米氧化锌质量1.8%的硫酸铝钾，添加到高速搅拌机中在3200r/min转速下搅拌1小时，然后采用氨水将悬浮液的pH调节至8.5，加热至88℃，以150r/min转速搅拌25min后，采用300W超声波处理2min，再添加悬浮液质量0.12%的过硫酸铵，搅拌均匀后，在50℃下保温15min，然后进行真空抽滤，在80℃下采用真空干燥箱进行干燥，即得。

进一步的，所述对活化后的纳米氧化锌采用偶联剂进行表面修饰，具体为：将硅烷偶联剂KH550加入到蒸馏水中混合后，再加入到无水乙醇中配制成硅烷偶联剂KH550质量分数为3.5%的溶液，其中蒸馏水与无水乙醇体积比为1：3，静置2小时，然后再添加活化后的纳米氧化锌，超声分散2小时，再采用冰醋酸调节pH至3.5，以1500r/min转速搅拌2小时，然后进行真空干燥，即可。

进一步的，所述采用氧化铋包覆纳米氧化锌具体为：

（1）按80：1.1-1.3的质量比例将纳米氧化锌、硝酸铋放入球磨罐，控制球料比为100：1，然后添加氧化锌质量2倍的无水乙醇，进球磨2-3小时，然后进行干燥去除无水乙醇，得到固体混合物；

（2）向固体混合物中添加其质量0.23-0.25%的氢氧化钠，然后再添加固体混合物质量0.1%的去离子水，搅拌均匀，继续球磨40min，得到混合物料；