[发明专利]一种油水双亲的粉体的制备方法及其粉体

说明书

本发明提供了一种油水双亲的粉体的制备方法，包括以下步骤：将原始粉体加入真空反应器中，并经过热处理和第一次抽真空处理；热处理真空反应器至反应温度，反应温度为0℃～500℃，得到待反应的真空反应器；将含有氟单质的气体通入待反应的真空反应器中，并在反应温度下进行反应，得到反应后的真空反应器，打开反应后的真空反应器获得油水双亲的粉体；原始粉体为能够作为添加剂添加到有机基体中提高终端产品性能的无机粉体。采用本发明的制备方法可以制备油水双亲的粉体，具有较高的表面能，该粉体可作为添加剂添加到有机基体材料中，与各种树脂等材料具有良好的相容性，而且制备方法简单，成本低，生成的粉体性能能够得到永久性改善。

技术领域

本发明属于添加剂制备技术领域，具体涉及一种油水双亲的粉体的制备方法及其粉体。

背景技术

无机物的粉体因为其特殊的性能，越来越多地被尝试作为添加剂添加到涂层、橡胶、树脂等有机基体中用来提高终端产品的性能。不过这些无机物的粉体普遍存在容易团聚，与基体体系的相容性和粘附性差等问题。一般通过改性剂、氧化等手段对其进行改性，但是这些无机物的粉体化学性质稳定，通过上述改性方法往往不能实现预期效果。

将含氟基团引入材料可增加材料的亲脂性，另外碳-氟键是强极性键，若能将碳氟键以合适的方式引入材料，将使材料具有油水双亲的特性，这样的材料在多数溶剂、基材中具有良好的分散性和粘附性等优良界面性能。但常规的含氟材料例如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等材料，表面能明显低于常规材料，甚至表现出超疏水特性，其粉体材料表现出易团聚，难粘附的特点。申请人通过大量实验验证，材料中含有对称性越好的强极性碳-氟键，其表现出越强的非极性，同时材料的亲脂性也大大降低。

由此，研发一种通过随机方式将氟元素引入至无机物粉体中，对这些粉体进行改性的工艺迫在眉睫。

针对现有技术存在的不足，提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的为提供一种油水双亲的粉体的制备方法，通过调整反应条件和时间，用氟单质与原始粉体进行反应，在原始粉体表面随机取代一部分元素，形成不规则的碳氟键，使改性后的无机物粉体具有较高的表面活性，而且氟元素的引入提高了其亲油性，因此具有亲水亲油性。与常规改性工艺相比，此方法获得的粉体改性效果好，而且改性后性能持续时间长，甚至达到永久时效。

本发明的另一个目的为提供一种粉体，通过上述制备方法获得，该粉体具有亲水亲油性能，而且具有较高的表面性能，可以作为改性材料添加到有机基体中，与各种树脂等基材具有良好的相容性，从而对树脂等材料进行改性。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是一种油水双亲的粉体的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，将原始粉体加入真空反应器中，并经过热处理和第一次抽真空处理；其中，热处理真空反应器至反应温度，所述反应温度为0～500℃，得到待反应的真空反应器；

步骤(2)，将含有氟单质的气体通入待反应的真空反应器中，并在反应温度下进行反应，得到反应后的真空反应器，打开反应后的真空反应器获得油水双亲的粉体；

其中，所述原始粉体为能够作为添加剂添加到有机基体中提高终端产品性能的无机粉体。

根据本发明的方法，优选地，步骤(1)中，原始粉体选自石墨、石墨烯、碳纳米管、富勒烯、二硫化钼、碳化硅、碳化钛、氮化硼和氧化铝中的一种或多种混合物。

根据本发明的方法，优选地，步骤(1)中，所述待反应的真空反应器内的压力为-0.1～0Mpa。

根据本发明的方法，优选地，步骤(2)中，所述含有氟单质的气体选自氟单质，或氟单质与惰性气体混合气体；其中，含有氟单质的气体中的氟单质的质量与原始粉体的质量比为1:1000～10。

根据本发明的方法，优选地，步骤(2)中，在反应温度下反应10min～5hr。