專利名稱：：一種二氧化硅、其制備方法以及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種二氧化硅及其制備方法以及其在漆中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：二氧化硅長期以來一直作為消光劑用于漆中。常規(guī)的消光劑用二氧化硅制備方法主要有沉淀法和凝膠法(參見DE2414478、US6103004及特開8-170030)。另外，在凝膠法的基礎(chǔ)上，US60129007及CN02822370等提供了一種經(jīng)蠟包覆處理以改善消光劑性能的二氧化硅消光劑，其采用熔融狀態(tài)下共粉碎的方法將聚乙烯蠟、石蠟等高分子聚合物復(fù)合至二氧化硅上，然而，這種工藝處理的二氧化硅蠟包覆效率低下，且需要有加熱的空氣，因此增加了成本。此外CN1418811A和CN1644632A提出先將可用于蠟包覆的蠟制成親水性乳液，將此乳液加入至已生成的二氧化硅漿料中，在水介質(zhì)中混合均勻然后噴霧干燥，最后經(jīng)粉碎得到蠟處理的二氧化硅消光劑。然而，此種消光劑的性能也不十分令人滿意。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種二氧化硅，其中，孔容0.5-2.0cmVg;BET100-380m2/g;DBP吸收值200-350g/100g;d504-15pm;并且100xpx孔容/DBP吸收值>0.50,其中，DBP為鄰苯二曱酸二丁酯；DBP吸收值為二氧化硅吸收DBP的量，單位為g/100g二氧化硅；p為DBP的密度，為1.045g/cm3;孔容指二氧化硅的孔容，單位為cm7g二氧化硅。如上所述的二氧化硅可使用包括下列步驟的方法制備(a)在硅酸鈉溶液中加入一種蠟乳液，再加入酸調(diào)節(jié)pH值至8-11，反應(yīng)完全后調(diào)節(jié)pH為3-4，加熱至50-70匸，再調(diào)節(jié)pH至8-ll;(b)將反應(yīng)混合物升溫至80-105iC老化2-30h(小時)；(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4，陳化0.2-3h;(d)過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產(chǎn)物；(e)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。本發(fā)明的二氧化硅可顯著提高其作為消光劑的性能，與市場上同類產(chǎn)品相比，采用所述消光劑得到的漆具有消光效率高、透明性好、貯存性好和手感光滑等優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明還涉及一種包括本發(fā)明二氧化硅作為消光劑的漆以及本發(fā)明的二氧化硅作為漆用消光劑的用途。具體實施例方式本發(fā)明的二氧化硅的特征在于，孔容0.5-2.Ocm7g;BET100-380m2/g;DBP吸收值200-350g/100g;d504-15jim5并且100xpx孑L容/DBP吸收值X).50。令人驚訝的是，發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的二氧化硅產(chǎn)品作為消光劑而得到的漆與采用常規(guī)消光劑得到的漆相比具有消光效率高、透明性好、貯存性好和手感光滑等優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明二氧化硅的特征中，所述孔容優(yōu)選為1.0-2.Ocm7g,進(jìn)一步優(yōu)選為1.2-1.8cmVg;所述BET優(yōu)選為200-350m2/g，進(jìn)一步優(yōu)選為250-300m7g;所述DBP吸收值優(yōu)選為200-300g/100g,進(jìn)一步優(yōu)選為250-280g/100g;所述d5。優(yōu)選為5-12ym，進(jìn)一步優(yōu)選為6-10jnm;所述式(100xpx孔容/DBP吸收值)的值優(yōu)選為大于等于0.55,進(jìn)一步優(yōu)選大于等于0.63。在本發(fā)明中，孔容按照DIN66134方法測定；BET按照DIN66131測定；DBP吸收值按照DIN53601方法測定；ds。是二氧化硅粒徑分布的中位徑，按照GB/T19077.1測定。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，0.16《(孔容+9.569x10-3xDBP吸收值)/d"2.68。在本發(fā)明的一個進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，0.29<(孔容+9.569x10一3xDBP吸收值)/d5?！?.82。在本發(fā)明中，上述的二氧化珪寬泛特征和各種優(yōu)選特征之間可以互相組合，構(gòu)成不同的實施方案；這也同樣適用于下述的制備方法、漆和應(yīng)用。上述的二氧化硅可使用包括下列步驟的方法制備(a)在硅酸鈉溶液中加入一種蠟乳液，再加入酸調(diào)節(jié)pH值至8-11,反應(yīng)完全后調(diào)節(jié)pH為3-4,加熱至50-70iC，再調(diào)節(jié)pH至8-ll;(b)將反應(yīng)混合物升溫至80-105iC老化2-30h;(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4，陳化O.2-3h;(d)過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產(chǎn)物；(e)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。在該制備方法的步驟(a)中，所述蠟乳液包括任何常規(guī)的蠟分散在水中一必要時加入乳化劑一形成的乳液。蠟可為例如聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟及微晶蠟等，優(yōu)選為氧化聚乙烯蠟；乳化劑優(yōu)選為由兩種或兩種以上的乳化劑復(fù)配而成的混合物，例如脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，兩者優(yōu)選以重量比為1:1的比例復(fù)配。在該制備方法的步驟(a)中，蠟乳液的量優(yōu)選滿足硅酸鈉溶液中硅酸鈉蠟=12-25:1的比例(重量比)的比例，更優(yōu)選硅酸鈉蠟=14-20:1(重量比)。蠟乳液的濃度優(yōu)選為3-10wt%(重量百分比)，更優(yōu)選為6_8wt%。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，蠟乳液可通過如下方法制備i)將一種蠟與乳化劑以重量比9-11:1的比例混合；ii)所得混合物加熱至80-120X:，熔化后繼續(xù)攪拌30min(分鐘)-lh;iii)將攪拌后的混合物加入溫度至少為85t:以上、體積為所述蠟體積10-30倍的熱水中，連續(xù)攪拌30min-2h,制得蠟乳液。在本發(fā)明方法的步驟(a)中，所述硅酸鈉濃度優(yōu)選為0.5-2M，所述酸通常為20-40wt。/。的稀疏酸，也可使用稀鹽酸(例如，5-25wt%)或其它可達(dá)到本發(fā)明效果的酸。在本發(fā)明方法的步驟(a)中，硅酸鈉和酸的反應(yīng)溫度優(yōu)選為15-30°C。本發(fā)明的二氧化硅可顯著提高其作為消光劑的性能，與市場上同類產(chǎn)品相比，采用所述消光劑得到的漆具有消光效率高、透明性好、貯存性好、手感光滑等優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明還涉及一種含有本發(fā)明二氧化硅作為消光劑的漆，以及本發(fā)明的二氧化硅作為漆中消光劑的用途。本發(fā)明的消光劑可用于漆中，優(yōu)選油漆，更優(yōu)選木器漆。以下將結(jié)合實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，應(yīng)理解這些實施例只為說明目的，本發(fā)明的范圍并不限制于此。實施例1向1000ml濃度為1.2M的硅酸鈉溶液中注入200g濃度為5wtM的蠟乳液，再將該硅酸鈉溶液加入到帶攪拌裝置的反應(yīng)釜中，此時溫度為20。C，不斷攪拌情況下加入濃度為30wt。/。的稀硫酸至pH為10,攪拌20min后繼續(xù)加酸至pH3，加熱至60。C加入氨水，調(diào)節(jié)pH值至lO,升溫至IOO。C老化5h，老化結(jié)束后加酸至pH值3，陳化lh，過濾并用去離子水洗滌3次，干燥、粉碎，得到成品。蠟乳液的制法如下取500g氧化聚乙烯蠟、25g脂肪醇聚氧乙烯醚和25g壬基酚聚氧乙烯醚一起加入到帶加熱攪拌裝置的反應(yīng)釜中，將所得混合物加熱到120°C，熔化后繼續(xù)攪拌lh,與此同時在另外一個反應(yīng)釜中加入10L水，并且將水加熱至95。C,將攪拌好的蠟混合物排到熱水中快速攪拌，攪拌速度為120r/min，連續(xù)攪拌30min。實施例2向1000ml濃度為1.5M的硅酸鈉溶液中注入200g濃度為5wt。/。的實施例1中的蠟乳液，再將該硅酸鈉溶液加入到帶攪拌裝置的反應(yīng)釜中，此時溫度為20°C,不斷攪拌情況下加入濃度為20wt。/。的稀辟u酸至pH為10,攪拌20min后繼續(xù)加酸至pH4，加熱至65。C加入氨水，調(diào)節(jié)pH值至IO,升溫至10(TC老化2h，老化結(jié)束后加酸至pH值3，陳化lh,過濾并用去離子水洗滌3次，干燥、粉碎，得到成品。7對比實施例向1000ml溫度為20°C，濃度為1.2M的硅酸鈉溶液中，不斷攪拌情況下加入濃度為30wt。/。的稀硫酸至pH為10，攪拌20min待反應(yīng)完全后繼續(xù)加酸至pH3，加熱至60。C加入氨水，調(diào)節(jié)pH值至lO，升溫至IOO。C老化5h,老化結(jié)束后加酸至pH值3，陳化lh，過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產(chǎn)物，將過濾后的濾餅全部轉(zhuǎn)移至一個帶攪拌的裝置中，加入200g濃度為5wt。/。的實施例1中的蠟乳液，攪拌混合0.5h，將混合料漿干燥、粉碎，得到成品。上述實施例和對比實施例的測試結(jié)果如下表所示。測試方法為孔容按照DIN66134方法測定；BET按照DIN66131測定；DBP吸收值按照DIN53601方法測定；(15。是指二氧化硅粒徑分布的中位徑，按照GB/T19077.1采用激光粒度儀(JL-1166,成都精新粉體測試設(shè)備公司生產(chǎn))測定。表l二氧化硅檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>*其中入-100xpx孔容/DBP吸收值(p=1.045g/cm3)應(yīng)用實施例分別選用市售二氧化硅(SyloidED30及AcemattOK412，分別由Grace及Degussa生產(chǎn)；產(chǎn)品的參數(shù)如表2所示)、對比實施例的產(chǎn)品和本發(fā)明產(chǎn)品作為消光劑，按表3的配方制備啞光木器面漆。比較各種漆的性能，結(jié)果列于表4:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3啞光木器面漆配方<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>啞光木器面漆的制備方法如下:1)將配方原材料混合均勻，然后在高速分散機(jī)中，使用直徑3.5厘米的轉(zhuǎn)子，使用2000r/min的轉(zhuǎn)速，分散20min。2)使用100pm涂布器將油漆涂布于玻璃板上，涂布器的兩端分別滴入不同的油漆樣品，其中一端為標(biāo)準(zhǔn)樣，另一端為待測樣，更改左右次序重復(fù)涂布2張，待漆膜干燥之后透過日光燈用肉眼比較漆膜透明性，透光清晰為透明性好。在本次對照實驗中的標(biāo)準(zhǔn)樣為含SyloidED30二氧化硅的啞光木器面漆樣品，待測樣透明性好于標(biāo)準(zhǔn)樣時評為良好，無差別時評為一般，透明性差與標(biāo)準(zhǔn)樣時評為較差。3)使用100nm涂布器將油漆涂布于光澤紙上，待漆膜干燥之后用60°光澤儀測試光澤值，同一樣品涂5張取平均值，光澤值低為消光性好。4)放置重量為500克的砝碼于步驟2)制備的漆膜上，以12mm/s的速度拉動砝碼，測定拉力大小(N)來評估漆膜滑爽度。數(shù)值越小表示漆膜越滑爽，手感也越好。5)將分散后的油漆取樣裝于磨口玻璃瓶中，制備的儲存懸浮體置于35攝氏度恒溫干燥箱內(nèi)，分別觀察7天和15天后的沉降結(jié)果，沉降及分層越慢則貯存性越好。表4啞光木器面漆檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種二氧化硅，其中，孔容0.5-2.0cm3/g；BET100-380m2/g；DBP吸收值200-350g/100g；d504-15μm；并且100×ρ×孔容/DBP吸收值≥0.50，其中，DBP為鄰苯二甲酸二丁酯；DBP吸收值為二氧化硅吸收DBP的量，單位為g/100g二氧化硅；ρ為DBP的密度，為1.045g/cm3；孔容指二氧化硅的孔容，單位為cm3/g二氧化硅。2.權(quán)利要求1的二氧化硅，其中所述孔容優(yōu)選為1.0-2.OcmVg，進(jìn)一步優(yōu)選為1.2-1.8cmVg;所述BET優(yōu)選為200-350m2/g,進(jìn)一步優(yōu)選為250-300m2/g;所述DBP吸收值優(yōu)選為200-300g/100g，進(jìn)一步優(yōu)選為250-280g/100g;所述(15。優(yōu)選為5-12jlim,進(jìn)一步優(yōu)選為6-10iam;所述式(100xpx孔容/DBP吸收值)的值優(yōu)選為大于等于0.55,進(jìn)一步優(yōu)選大于等于0.63。3.權(quán)利要求1或2的二氧化硅，進(jìn)一步滿足下式0.16<(孔容+9.569x10—、DBP吸收值)/d5。《2.68。4.權(quán)利要求3的二氧化硅，滿足0.29<(孔容+9.569x10—3xDBP吸收值)/d5。《0.82。5.權(quán)利要求1的二氧化硅的制備方法，包括(a)在硅酸鈉溶液中加入一種蠟乳液，再加入酸調(diào)節(jié)pH值至8-11，反應(yīng)完全后調(diào)節(jié)pH為3-4，加熱至50-70t:，再調(diào)節(jié)pH至8-ll;(b)將反應(yīng)混合物升溫至80-105lC老化2-30h(小時)；(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4，陳化0.2-3h;(d)過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產(chǎn)物；(e)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。6.權(quán)利要求5的方法，其中在步驟(a)中，所述蠟乳液包括蠟分散在水中一必要時加入乳化劑--形成的乳液。7.權(quán)利要求5或6的方法，其中蠟為聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟及微晶蠟等，優(yōu)選為氧化聚乙烯蠟；乳化劑優(yōu)選為由兩種或兩種以上的乳化劑復(fù)配而成的混合物，例如脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，兩者優(yōu)選以重量比為1:1的比例復(fù)配。8.權(quán)利要求5或6的方法，其中在步驟(a)中，蠟乳液的量優(yōu)選滿足硅酸鈉溶液中硅酸鈉蠟=12-25:1的比例(重量比)的比例，更優(yōu)選硅酸鈉蠟=14-20:1(重量比)。蠟乳液的濃度優(yōu)選為3-10wt%(重量百分比)，更優(yōu)選為6-8wt%。9.漆，包括權(quán)利要求1的二氧化硅作為消光劑。10.權(quán)利要求1的二氧化硅作為漆用消光劑的用途。全文摘要本發(fā)明涉及一種二氧化硅及其制備方法以及其在漆中的應(yīng)用，采用所述消光劑得到的漆具有消光效率高、透明性好、貯存性好和手感光滑等優(yōu)點(diǎn)。所述二氧化硅的特征在于孔容0.5-2.0cm<sup>3</sup>/g；BET100-380m<sup>2</sup>/g；DBP吸收值200-350g/100g；d<sub>50</sub>4-15μm；并且100×ρ×孔容/DBP吸收值≥0.50，其中，各符號意義如說明書所述。文檔編號C01B33/12GK101481115SQ20091000601公開日2009年7月15日申請日期2009年1月22日優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日發(fā)明者憶張,操應(yīng)軍,李寶德,樊新華,裴亞利,鄭連營,靳桂茵申請人:北京航天賽德科技發(fā)展有限公司