超疏水坡缕石粉末、其制备方法及其应用技术

技术编号：41327049 阅读：7 留言：0更新日期：2024-05-13 15:04

本申请提供了一种超疏水坡缕石粉末、其制备方法及其应用，属于超疏水材料技术领域。该制备方法包括：将坡缕石粉末分散在pH值为8～12的弱碱性水溶液中得到第一分散液；将疏水性烷烃硅烷分散在有机溶剂中得到第二分散液；将第二分散液滴入第一分散液中，搅拌反应形成改性坡缕石悬浮液，然后陈化；将陈化后的溶液固液分离，取固体干燥得到超疏水坡缕石粉末。该制备方法得到的粉末具有较好的疏水性，可以作为基体上的疏水层使用，具有广泛的应用前景。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及超疏水材料，具体而言，涉及一种超疏水坡缕石粉末、其制备方法及其应用。

技术介绍

1、根据材料润湿性能的不同，可将其划分为亲水、超亲水、疏水、超疏水等。通常超疏水材料是指接触角大于150°，滚动角小于10°的材料，自然界中诸如荷叶和水稻叶表面就是典型的超疏水表面。超疏水表面具有自清洁、抗结冰、防腐蚀、防水、防雾等优异功能，在航空、汽车、防腐、减阻等领域具有广阔的前景。

2、研究表明，超疏水材料的制备需要同时具备微纳米级粗糙结构和低表面能物质，其中，粗糙结构可通过纳米粒子，如sio2、tio2、zno等实现，因此，一种比较常用制备超疏水材料的方法是：采用疏水的低表面能物质去修饰亲水性的纳米颗粒。和其他纳米粒子相比，坡缕石是一种具有纳米纤维棒状结构的天然黏土矿物，具有比表面积大、化学稳定性好、来源广泛、价格低廉等优点，对其进行疏水修饰，有望大幅度降低制备超疏水材料的成本。但现有的制备超疏水坡缕石的方法多通过高温回流(rsc advance，2015，5，53802-53808)、正硅酸四乙酯(sio2前驱体)辅助提高粗糙度(涂料工业，2023，53(07)42-47)的方法来实现，制备工艺复杂且经济成本高，导致超疏水坡缕石制备成本高，严重制约了超疏水坡缕石的大规模生产。

技术实现思路

1、本申请提供一种超疏水坡缕石粉末、其制备方法及其应用，该粉末具有较好的疏水性，可以作为基体上的疏水层使用，具有广泛的应用前景。

2、本申请提供一种超疏水坡缕石粉末的制备方法，包括：

3、将坡缕石粉末分散在ph值为8～12的弱碱性水溶液中得到第一分散液；

4、将疏水性烷烃硅烷分散在有机溶剂中得到第二分散液；

5、将第二分散液滴入第一分散液中，搅拌反应形成改性坡缕石悬浮液，然后陈化；

6、将陈化后的溶液固液分离，取固体干燥得到超疏水坡缕石粉末。

7、在上述技术方案中，在弱碱性水溶液环境中，利用疏水性烷烃硅烷自身水解产物与坡缕石表面羟基之间的脱水缩合反应实现超疏水坡缕石的制备，该方法环保、简易、高效，有利于实现超疏水坡缕石的大规模制备，降低了制备成本。

8、在一些实施例中，坡缕石粉末与弱碱性水溶液的质量体积比为(2～4)g/50ml。

9、在一些实施例中，弱碱性水溶液为中碱包括氨水、naoh、na2co3、nahco3中的一种或多种。

10、在一些实施例中，疏水性烷烃硅烷与有机溶剂的体积比为(2～10)：100。

11、在一些实施例中，疏水性烷烃硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一种或多种。这些疏水性烷烃硅烷作为疏水修饰剂，经济环保，绿色友好。

12、在一些实施例中，有机溶剂包括乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或多种。这些能够与水互溶的极性有机溶剂作为反应环境，原料易得且成本较低。

13、在一些实施例中，坡缕石粉末和疏水性烷烃硅烷的质量体积比为(0.2～2)g/1.0ml。

14、在一些实施例中，第二分散液滴入第一分散液中，搅拌1～6h形成改性坡缕石悬浮液，然后陈化3～12h。

15、第二方面，本申请提供一种超疏水坡缕石粉末，由第一方面任一项的制备方法制备得到。

16、第三方面，本申请提供一种第二方面提供的超疏水坡缕石粉末在形成疏水层中的应用。

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【技术保护点】

1.一种超疏水坡缕石粉末的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述坡缕石粉末与所述弱碱性水溶液的质量体积比为(2～4)g/50mL。

3.根据权利要求2的制备方法，其特征在于，所述弱碱性水溶液中的碱包括氨水、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或多种。

4.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述疏水性烷烃硅烷与所述有机溶剂的体积比为(2～10)：100。

5.根据权利要求4的制备方法，其特征在于，所述疏水性烷烃硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

6.根据权利要求4的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或多种。

7.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述坡缕石粉末和所述疏水性烷烃硅烷的质量体积比为(0.2～2)g/1.0mL。

8.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述第二分散液滴入所述第一分散液中，搅拌1～6h形成改性坡缕石悬浮液，然后陈化3～12h。

9.一种超疏水坡缕石粉末，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到。

10.一种权利要求9所述的超疏水坡缕石粉末在形成疏水层中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种超疏水坡缕石粉末的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述坡缕石粉末与所述弱碱性水溶液的质量体积比为(2～4)g/50ml。

3.根据权利要求2的制备方法，其特征在于，所述弱碱性水溶液中的碱包括氨水、naoh、na2co3、nahco3中的一种或多种。

4.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述疏水性烷烃硅烷与所述有机溶剂的体积比为(2～10)：100。

5.根据权利要求4的制备方法，其特征在于，所述疏水性烷烃硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪芬，王陈向，王宁，姬文举，杨浩，王鹏飞，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：

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