一种疏水性二氧化硅及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及二氧化硅，具体地说，本发明涉及一种疏水性二氧化硅及其制造方法。
背景技术
二氧化硅用途非常广泛，在涂料，油墨、塑料、橡胶及化妆品中，通常都会添加二氧化硅以增加性能，如吸油、消光、强化机械性等，同时可以降低成本。其表面性能必须符合被添加物的特性，以便能均匀分散。一般工业级二氧化硅，由于制备工艺不同，可分为二种，一种为干式，烧结型，一种为湿式，沉淀型，两者的表面积不同，其表面带有的羟基(-OH)也不同，一般来说，前者较少，后者较多，二者表面皆偏向亲水性，若要将其应用于亲油性高分子中如涂料、橡胶等，则将二氧化硅表面预先处理成疏水性，会有较好的效果。
一般常用的将二氧化硅表面预先处理成疏水性的方法是利用固体表面对表面活性剂的吸咐，改变固体表面的极性。如将硬酯酸锌溶于极性溶剂中，加入二氧化硅，除去溶剂，则锌离子部分朝向二氧化硅，硬酯酸烷基部分朝向外部，从而形成粒子表面疏水性；或者，将二氧化硅加入有机硅化合物，硅原子上的甲氧基成动氧基，会与二氧化硅表面的羟基(-OH)反应，而有机部分(乙烯基、环氧基、丙烯基等)则朝向外，这不仅可使二氧化硅表面呈疏水性，更具反应性，还可与亲油性高分子等部分交链从而增加其机械强度。
但是，虽然上述二氧化硅由亲水性转为疏水性的方法使二氧化硅表面呈疏水性质，却并没有很好的消泡功能。因此，本发明的目的在于提供一种表面接枝聚硅氧烷的二氧化硅，表面积为100～400m2/g，表面具疏水性且兼具消泡功能，制备工艺简单，可在常压、100℃以下操作，且不产生副产品(如氯化氢)。
【发明内容】
本发明的第一个方面提供一种疏水性二氧化硅的制造方法，包括以下步骤：
(1)在常温下，将亲水性二氧化硅固体粉末、硅油、分子量调节剂、分散剂和触媒加以混合，其中所述亲水性二氧化硅固体粉末、硅油、分子量调节剂的重量比为2-3∶1∶0.005-0.02，所述分散剂的重量为上述三种反应物总重量的2.7倍，搅拌5-20分钟，其中所述亲水性二氧化硅固体粉末的接触角小于70°、表面积为每克100-400m2；所述分子量调节剂是六甲基二硅氧烷、五甲基甲氧硅烷、四甲基二硅氧烷中地一种，所述分散剂是矿物油、八甲基四环硅氧烷或二甲苯；所述触媒是路易斯酸或路易斯碱；
(2)升温至60℃-80℃，持续混合30-120分钟，以反应形成疏水性二氧化硅；
(3)以有机溶剂萃洗并过滤所述疏水性二氧化硅；以及
(4)去除所述有机溶剂及剩余的反应物。
优选的是，所述步骤(1)中亲水性二氧化硅固体粉末、硅油及分子量调节剂的重量比为2-3∶1∶0.01。
优选的是，所述步骤(1)中路易斯酸或路易斯碱是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铵或硫酸，用量为0.1-1wt％。
优选的是，所述步骤(1)中混合是在均质机中进行。
优选的是，所述步骤(2)中升温至80℃，混合时间为30分钟。
优选的是，所述步骤(3)中有机溶剂为二甲苯。
优选的是，所述步骤(4)在120℃烘箱中干燥6小时完成。
于玻璃容器中，加入
(1)分散剂，如矿物油、有机溶剂(二甲苯)、八甲基四环硅氧烷或硅油，可使二氧化硅的表面充分与聚硅氧烷分子接触；
(2)亲水性二氧化硅固体粉末，其表面积为100～400m2/g，接触角小于70°；
(3)硅油；
(4)触媒，如氢氧化钠水溶液，氢氧化钾水溶液，碳酸铵水溶液或硫酸等酸碱；
(5)分子量调节剂，其目的为使接枝于二氧化硅粒子上的硅化合物分子量适当，常用的如四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷或五甲基甲氧硅烷。
以均质机混合均质化5至20分钟，然后升温至60℃～80℃，继续搅拌均质化30至120分钟，过滤并以有机溶剂(如二甲苯)萃洗反应所得的疏水性二氧化硅固体粉末，在约120℃的烘箱中干燥约6小时。
本发明的第二个方面提供上述方法制得的疏水性二氧化硅，其疏水接触角为70-150°。
本发明的有益效果为：
本发明的表面接枝聚硅氧烷的二氧化硅表面积为100～400m2/g，表面具疏水性且兼具消泡功能，制备工艺简单，可在常压、100℃以下操作，且不产生副产品(如氯化氢)，可适用于纺织染整过程。
【具体实施方式】
以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例：
取80g二甲苯，置于200ml的玻璃容器中，加10g硅油，0.1g六甲基二硅氧烷，2滴10wt％氢氧化钠，20g亲水性二氧化硅固体粉末，该亲水性二氧化硅固体粉末的粒径为30nm，表面积为200m2/g勺。以均质机混合均质化10分钟，再加热至80℃，继续混合均质化30分钟，过滤，再以二甲苯萃洗，得到聚硅氧烷接技二氧化硅固体粉末，置于120℃烘箱中，干燥约6小时。