一种两亲型表面活性剂及其制备方法、应用技术

本发明专利技术属于表面活性剂技术领域，公开了一种双亲型表面活性剂及其制备方法、应用。制备方法包括以下步骤：S1、将无水乙醇、水和氨水搅拌混合，加入四乙氧基硅烷混合溶液，搅拌反应得到二氧化硅纳米粒；S2、将二氧化硅纳米粒分散在溶剂中，加入3

【技术实现步骤摘要】
一种两亲型表面活性剂及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于表面活性剂
，公开了一种两亲型表面活性剂及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]两亲型不对称粒子(Janus粒子)在稳定Pickering乳液方面比各向同性粒子表现出更好的性能，因为它们的疏水部分浸在油相中，而亲水部分浸在水相中，具有与表面活性剂相同的降低表面张力的作用。Janus粒子可以通过更改亲水/疏水域尺寸比来调整油/水界面处的粒子的接触角，这对于仅使用单一功能的粒子是难以实现的。更重要的是，与均匀的粒子相比，由Janus粒子稳定的乳液可在更长的时间内抵抗乳滴的聚结，维持乳液的长时间稳定性。由于Janus粒子具有两亲性，其从流体界面的解吸能量是均匀粒子的三倍。Janus粒子在乳液聚合中作为稳定剂具有如此优异的性能的原因是其强烈吸附油
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水界面的趋势。Janus粒子可以通过改变两个隔室的化学性质和可湿性或几何形状来微调其两亲性，类似于设计两亲性分子时，对水(或油)的亲和力受其亲水亲脂平衡(HLB)或填充参数控制。因为在石蜡型浸润剂中的表面活性剂要求平平加HLB值必须控制在12
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13，因此利用可以通过制备氨基化Janus二氧化硅Pickering乳液有效控制HLB数值，以便保持表面活性剂的稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，针对现有存在的上述问题，提供一种两亲型表面活性剂及其制备方法、应用，以氨基化Janus二氧化硅Pickering乳液作为两亲型表面活性剂，其品质稳定性好，将其试用于高硅氧浸润剂领域，不仅能提高玻纤中二氧化硅的含量，而且增加了玻纤的粗糙度和耐磨性，增大了玻纤与基体的接触面积，强化了二者之间的力学锚固而提高了界面的粘结性，提高了玻纤的断裂强度。
[0004]为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：
[0005]一种两亲型表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、将无水乙醇、水和氨水进行搅拌混合，然后加入四乙氧基硅烷混合溶液，室温搅拌反应后进行离心、洗涤和干燥得到二氧化硅纳米粒；
[0007]S2、将S1得到的二氧化硅纳米粒分散在溶剂中，加入3
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氨丙基三甲氧基硅烷，回流反应后进行离心、洗涤和干燥得到氨基化二氧化硅纳米粒；
[0008]S3、将S2得到氨基化二氧化硅纳米粒分散在表面活性剂中，预热至80℃后搅拌条件下加入石蜡液体中，恒温反应得到表面活性剂。
[0009]优选的，S1中，所述无水乙醇、水和氨水的体积比为85
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90:45
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52:5
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9，搅拌的时间为30min，室温搅拌反应的时间为2h。
[0010]优选的，S1中，所述四乙氧基硅烷混合溶液与氨水的体积比为50
‑
60:5
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9，所述四乙氧基硅烷混合溶液为四乙氧基硅烷和无水乙醇混合溶液，四乙氧基硅烷和无水乙醇的体
积比为1:10。
[0011]优选的，S1中，所述室温搅拌反应的时间为2h。
[0012]优选的，S2中，所述二氧化硅纳米粒、溶剂和3
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氨丙基三甲氧基硅烷的质量体积比为0.5
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1.5g:45
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55mL:0.5
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1.5mL。
[0013]优选的，S2中，所述溶剂为无水甲醇，回流反应的温度为78
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83℃，时间为7
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10h。
[0014]优选的，S1和S2中，所述离心的转速为8000
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9000r/min，时间为5
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10min，干燥为真空干燥，温度为5
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50℃，时间为10
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12h。
[0015]优选的，S3中，所述氨基化二氧化硅纳米粒和表面活性剂的质量体积比为50
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100mg:8mL，表面活性剂和石蜡液体的质量体积比为10mL:1g，石蜡液体的温度为80℃，恒温反应的温度为1h。
[0016]优选的，S3中，所述表面活性剂为水、十二烷基硫酸钠溶液或十六烷基三甲基溴化铵溶液，所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.4g/L，所述十六烷基三甲基溴化铵溶液的浓度为0.04g/L。
[0017]此外，本专利技术还提供了上述制备方法制备的两亲型表面活性剂。
[0018]此外，上述还提供了两亲型表面活性剂在高硅氧浸润剂的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果
：
[0020]本专利技术制备的氨基化Janus二氧化硅Pickering乳液作为石蜡型玻纤浸润剂的新成分，其品质稳定性好，成本低廉；不仅能提高玻纤中二氧化硅的含量，而且增加了玻纤的粗糙度和耐磨性，增大了玻纤与基体的接触面积，强化了二者之间的力学锚固而提高了界面的粘结性，提高了玻纤的断裂强度。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例1和对比例1制备的浸润剂外观；
[0022]图2为本专利技术实施例1和对比例1稀释后的浸润剂外观；
[0023]图3为本专利技术实施例1和对比例1制备的浸润剂进行Zeta电位图；
[0024]图4为本专利技术实施例1和对比例1制备的浸润剂的粒径分布图；
[0025]图5为本专利技术实施例1和对比例1制备的浸润剂的接触角对比；
[0026]图6为本专利技术实施例1和对比例1应用于玻纤后扫描电镜照片。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的数据，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]需要说明的是，本专利技术中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围，除非另有特别说明，本专利技术以下各实施例中用到的各种原料、试剂、仪器和设备均可通过市场购买得到或者通过现有方法制备得到。
[0029]实施例1
[0030]一种两亲性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0031]S1、称取88.5mL无水乙醇、49.5mL水和7.0mL氨水，置于三角瓶中进行磁力搅拌混合30min，然后加入5.0mL四乙氧基硅烷(TEOS)和50mL无水乙醇的混合溶液，室温下搅拌反应2h，反应结束后，产物于9000r/min离心10min，依次用去离子水和乙醇洗涤后，置于5℃真空干燥箱干燥12h，得到二氧化硅纳米粒SiO2NPs；
[0032]S2、称取1.0gS1得到的SiO2NPs超声分散在50mL无水甲醇中，加入1.0mL3
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氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)，于80℃下回流反应8h，反应结束后，产物于9000r/min离心10min，依次用去离子水和乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两亲型表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将无水乙醇、水和氨水进行搅拌混合，然后加入四乙氧基硅烷混合溶液，室温搅拌反应后进行离心、洗涤和干燥得到二氧化硅纳米粒；S2、将S1得到的二氧化硅纳米粒分散在溶剂中，加入3
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氨丙基三甲氧基硅烷，回流反应后进行离心、洗涤和干燥得到氨基化二氧化硅纳米粒；S3、将S2得到氨基化二氧化硅纳米粒分散在表面活性剂中，预热至80℃后搅拌条件下加入石蜡液体中，恒温反应得到表面活性剂。2.根据权利要求1所述的两亲型表面活性剂的制备方法，其特征在于，S1中，所述无水乙醇、水和氨水的体积比为85
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90:45
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52:5
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9，搅拌的时间为30min，室温搅拌反应的时间为2h。3.根据权利要求1所述的两亲型表面活性剂的制备方法，其特征在于，S1中，所述四乙氧基硅烷混合溶液与氨水的体积比为50
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60:5
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9，所述四乙氧基硅烷混合溶液为四乙氧基硅烷和无水乙醇混合溶液，四乙氧基硅烷和无水乙醇的体积比为1:10。4.根据权利要求1所述的两亲型表面活性剂的制备方法，其特征在于，S2中，所述二氧化硅纳米粒、溶剂和3
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氨丙基三甲氧基硅烷的质量体积比为0.5
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1.5g:45
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【专利技术属性】
技术研发人员：王珊，孙智慧，王欢，高奕红，王若璞，罗秀珍，常冰杰，
申请(专利权)人：咸阳师范学院，
类型：发明
国别省市：