【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米粒子改性，具体涉及一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺。
技术介绍
1、在纳米粒子的改性方法中，等离子体处理技术是一种较为典型，且相比采用硅烷、钛酸酯、硼酸酯等偶联剂以及硬脂酸、有机硅等化学方法更为环保和经济的物理改性手段。专利cn201610710813.9公开了一种纳米三氧化二铝低温等离子体改性处理方法，根据纳米颗粒表面单体接枝率不同，选用不同负载方式，同时借助等离子体诱发粉体表面单体聚合，改善纳米三氧化二铝在复合材料中的分散性和稳定性，该方法涉及复杂的单体负载方式，并且有时涉及复杂溶剂的使用。专利cn200810204058.2公开了纳米氧化锌表面大气压、常温等离子体改性处理方法，该方法直接将等离子体喷射到纳米氧化锌表面，由等离子体引发纳米氧化锌表面原子转移自由基聚合，改善纳米氧化锌的表面性质，达到减少纳米颗粒团聚的可能性。然而，单纯借助等离子体高能粒子对纳米颗粒表面的轰击作用，并不能很好地解决纳米颗粒的分散性，同时刻蚀作用对颗粒的物理损伤难以避免。专利cn201911010877.8公开了一种改变纳米颗粒形状的方法，该方法也是将等离子体喷射于纳米颗粒溶液中，通过调控等离子体放电参数对纳米颗粒的形状进行改变，从而解决纳米颗粒易于团聚的问题，该方法涉及大量溶剂的使用，一方面对人体健康有害，另一方面溶剂的暴露对环境会造成破坏。实际上，在等离子体处理纳米粒子的过程中，表面化学改性和表面物理刻蚀是两个同时存在的过程，而传统的等离子体改性方法都忽略了如何去平衡二者，实现纳米粒子在基体材料中的高分散性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，提供一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，将干燥后的纳米粒子与浸润试剂搅拌湿润后，晾至含水率为45-55%的粉末，再利用等离子体激活，使其浅表层浸润试剂发生化学反应产生与聚丙烯具有类似结构的c-c/c=c键，其中，等离子体放电电压范围为30~100v，处理时间为10~60s，平衡化学反应程度和物理刻蚀作用。
4、优选的，具体步骤如下：
5、步骤1，将纳米粒子在真空烘箱中干燥后，与浸润试剂进行充分预浸润，充分搅拌后，制备纳米颗粒分散体系，而后放置通风处挥发至含水率在45-55%的粉末；
6、步骤2，将等离子处理机的放电探头置于步骤1得到的纳米粒子上方1.5cm处，并以10 cm/s的恒定速度来回移动，调控等离子体放电电压和处理时间，得到改性纳米粒子，之后干燥为粉末状。
7、优选的，步骤2中，等离子体处理条件为常温常压，气体氛围为普通空气；设备运行的环境温度为26℃，相对湿度为50±10%。
8、优选的，所述等离子体的放电产生方式包括辉光放电、电晕放电或介质阻挡放电。
9、优选的，步骤1中，纳米粒子干燥方法为：纳米粒子在70~100℃的真空烘箱中连续干燥12~24 h。
10、优选的，所述纳米粒子与浸润试剂的质量比为1:5-20。
11、优选的，所述纳米粒子为氧化锌、氧化铜、氧化铝、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、碳化硅、氮化硅或氮化硼。
12、优选的，所述纳米粒子的粒径为12~100 nm。
13、优选的，所述浸润试剂为乙醇、丙醇、丁醇、正丁醇、异丁醇、戊醇、正戊醇或异戊醇。
14、由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过限定改性纳米粒子的制备工艺，选用浸润试剂预浸润和等离子体相结合的处理方式，通过对放电电压和放电时间的调控，一方面提高了纳米颗粒本身的分散性，削弱了等离子体刻蚀对纳米粒子的物理损伤，另一方面所选用的浸润试剂在等离子体处理下，均能产生与聚丙烯结构相似的c-c/c=c键，起到类似相容剂的作用，有效平衡了化学反应程度和刻蚀作用，提高了纳米粒子在聚丙烯基体中的分散性；其中，经等离子体处理时，首先，等离子体中的离子和中性物质会与颗粒表面的分子发生碰撞，改变颗粒表面形态，产生物理刻蚀效果，将可能发生了二次团聚的纳米粒子打散，使得纳米粒子更易于分散；其次，随着颗粒表面进一步地受到活性等离子体的撞击，浸润到纳米粒子浅表层（小于100 nm）的试剂分子的共价键被打破，在颗粒表面发生化学反应产生与聚丙烯类似的化学结构，即新的c-c/c=c键，使纳米粒子的表面自由能下降，根据相似相容原理，可以提高与聚丙烯之间的粘结和分散性；由此，纳米粒子本身颗粒大小的变化和颗粒表面化学成分的改变共同增强了纳米粒子在聚丙烯基体中的分散性；另外，本专利技术严格控制等离子体放电电压为30~100 v，处理时间为10~60s，以防止纳米颗粒表面被过度刻蚀，避免颗粒的物理损伤和新键的剥离；纳米颗粒为在含水率在50%左右的粉末状态下被处理，在颗粒表面发生化学反应产生与聚丙烯类似的化学结构，可以提高与聚丙烯之间的粘剂和分散性；
15、在等离子体处理过程中，本专利技术不涉及有毒化学物质和大量有机溶剂的使用，对环境友好；选用气体氛围为普通空气，不用氦气或氩气，不仅安全且最大限度节省成本；采用常温常压等离子体处理条件可轻松实现量产。
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1.一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：将干燥后的纳米粒子与浸润试剂搅拌湿润后，晾至含水率为45-55%的粉末，再利用等离子体激活，使其浅表层浸润试剂发生化学反应产生与聚丙烯具有类似结构的C-C/C=C键，其中，等离子体放电电压范围为30~100V，处理时间为10~60s，平衡化学反应程度和物理刻蚀作用。
2.根据权利要求1所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：步骤2中，等离子体处理条件为常温常压，气体氛围为普通空气；设备运行的环境温度为26℃，相对湿度为50±10%。
4.根据权利要求2所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：所述等离子体的放电产生方式包括辉光放电、电晕放电或介质阻挡放电。
5.根据权利要求2所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：步骤1中，纳米粒子干燥方法为：纳米粒子在70~100℃的真空烘箱
6.根据权利要求1所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：所述纳米粒子与浸润试剂的质量比为1:5-20。
7.根据权利要求1所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：所述纳米粒子为氧化锌、氧化铜、氧化铝、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、碳化硅、氮化硅或氮化硼。
8.根据权利要求7所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：所述纳米粒子的粒径为12~100 nm。
9.根据权利要求1所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：所述浸润试剂为乙醇、丙醇、丁醇、正丁醇、异丁醇、戊醇、正戊醇或异戊醇。
...【技术特征摘要】
1.一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：将干燥后的纳米粒子与浸润试剂搅拌湿润后，晾至含水率为45-55%的粉末，再利用等离子体激活，使其浅表层浸润试剂发生化学反应产生与聚丙烯具有类似结构的c-c/c=c键，其中，等离子体放电电压范围为30~100v，处理时间为10~60s，平衡化学反应程度和物理刻蚀作用。
2.根据权利要求1所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：步骤2中，等离子体处理条件为常温常压，气体氛围为普通空气；设备运行的环境温度为26℃，相对湿度为50±10%。
4.根据权利要求2所述的一种与聚丙烯具有良好分散性的改性纳米粒子的制备工艺，其特征在于：所述等离子体的放电产生方式包括辉光放电、电晕放电或介质阻挡放电。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：崔丽娜，邱夷平，黄灿艺，刘文勇，林温娜，张银佳，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：
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