[发明专利]一种疏水性气相二氧化硅的水分散性溶胶及其制备方法

说明书

本申请公开了一种疏水性气相二氧化硅的水分散性溶胶及其制备方法，疏水性气相二氧化硅的水分散性溶胶，包括如下质量比例的原料：疏水性气相二氧化硅：25～70；油性物质：0～300；助乳化剂：0～50；液体状态的亲水性表面活性物质：100。本申请的疏水性气相二氧化硅含量很高，质量分数最高可达41.18％，是理想的疏水性气相二氧化硅来源，而其中的油性物质和表面活性物质可选范围极广，可以根据不同的应用需求灵活调控。此外，本申请易分散于水中且具有良好的分散稳定性，适合作为疏水性气相二氧化硅来源加入涂料、颜料、水性膜材料、脱模剂、乳液聚合物等体系中。再者，本申请不含有溶剂，加入其他体系中时不会引入溶剂，具有广泛应用领域和良好的应用前景。

技术领域

本申请属于水性材料技术领域，具体涉及一种疏水性气相二氧化硅的水分散性溶胶及其制备方法。

背景技术

疏水性气相二氧化硅是一种具有疏水亲油性的纳米材料，是由亲水性气相二氧化硅，即气相法白炭黑，经活性硅烷或硅氮烷改性制得，是一种疏水亲油的无定形的纳米粉体材料，与有机质具有良好的相容性，故易分散在有机质中，并提供增稠、触变、抗沉、吸收紫外线、反射红外线、消光、提高耐候性和抗老化性、增强稳定性等多种功能，广泛应用于涂料、膜材料、塑料、树脂、橡胶、颜料、密封胶、粘接剂、药物、化妆品、光学材料、催化剂等领域。

近年来，由于环保要求日益提高，油性的、有毒有害的溶剂应用受到越来越严格的限制，涂料、脱模剂、颜料等材料逐渐开始向水性化型，对于其中的疏水性气相二氧化硅而言，则面临着难分散于水的难点。疏水性气相二氧化硅表面分布着致密的烷基，具有很强的疏水性，很难进入水相，且其颗粒尺寸极小，堆密度极低，若与水共同搅拌，非但难以与水相容，还会产生严重的扬尘，造成健康损害、环境污染、材料浪费等问题。

从疏水性气相二氧化硅亲油的特点入手，易想到通过向水中添加表面活性剂的方式提高疏水性气相二氧化硅与水的相容性，但疏水性气相二氧化硅为无定型且具有一定刚性的微粒，微观结构复杂，比表面积巨大，进入水相时往往裹挟着较多的空气，产生了大量的水-气界面，不仅消耗了较高比例的表面活性剂，还造成疏水性气相二氧化硅微粒聚集成团，实际分散达到的微粒尺寸远大于疏水性气相二氧化硅本身的尺寸，其触变、增稠等性能无法充分发挥，且被裹挟的空气泡产生的浮力还会使疏水性气相二氧化硅上浮，向体系上表面聚集，甚至回到气相，不利于疏水性气相二氧化硅的分散稳定性。因此，通常需要高速剪切均质、真空均质等强力的分散手段才能使疏水性气相二氧化硅在水中分散良好。但是该方法能耗较大，且往往还需要先将疏水性气相二氧化硅与醇、油性溶剂相混合以排出微粒间的空气，通过将溶剂与疏水性气相二氧化硅共同乳化的方式促进疏水性气相二氧化硅在水中的分散，所以无法完全摆脱溶剂。

因此，亟需提供一种方便快捷、安全环保、低能耗的引入疏水性气相二氧化硅的新方式。

发明内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种疏水性气相二氧化硅的水分散性溶胶及其制备方法。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

本申请提出一种疏水性气相二氧化硅的水分散性溶胶，包括如下质量比例的原料：疏水性气相二氧化硅：25～70；油性物质：0～300；助乳化剂：0～50；液体状态的亲水性表面活性物质：100。

可选地，上述的疏水性气相二氧化硅的水分散性溶胶，其中，所述油性物质包括以下物质中的一种或多种组合：熔点≤50℃的酸碱性为中性条件下非水性非水反应性的羟基数目≤1的多元醇脂肪酸酯、非水性非水反应性的涂料催干剂、熔点≤50℃的蜡、HLB值≤10的表面活性物质、非水性非水反应性的熔点≤50℃的聚合物单体、25℃下粘度≤100cst的聚烷基硅氧烷、100℃下粘度≤300cst的常温下为液态的聚烯烃、25℃下粘度≤15000mPa·s的环氧树脂、熔点≤80℃的脂肪酸酰胺类开口剂或非水性非水反应性的熔点≤50℃的亲油基团为碳原子数≥4的碳氢化合物的有机物。