[0001]
本发明属于纳米材料技术领域，具体是一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料。
背景技术：
[0002]
有机硅材料具有低的表面能及优异的耐高低温、耐老化、疏水等性能，广泛应用于建筑材料的防水保护、织物的防水及防污整理等领域；但有机硅材料其本质是亲油性的，容易吸附油性污垢，从而影响材料表面的清洁度；为此，现有技术通过对有机硅材料进行表面改性，使其在不改变有机硅材料固有性能的同时，进一步降低材料的表面能，增强其疏油、耐溶剂、防污等性能；然而，随着人们生活水平的提高，多功能材料越来越受到人们的重视，对产品的性能要求也越来越高，以适应更高更复杂的应用需求。
[0003]
目前，现有技术改性有机硅材料成本较高、工艺复杂，适用的基材类型有限；因此，如何对材料进行改性处理使其具备多功能性，并提供简单的生产工艺和安全的使用环境，一直是材料工作者致力于研究的方向和课题。
技术实现要素：
[0004]
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料。
[0005]
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0006]
一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料，通过使用改性剂对二氧化硅的颗粒表面进行接枝改性，在进行处理时，使用的原料包括：
[0007]
纳米级二氧化硅；和
[0008]
该改性剂包括硅烷偶联剂和氟改性烷基硅烷，所述硅烷偶联剂的通式为rsix3；所述改性剂和纳米级二氧化硅的质量份数比可以为，4－8：1；
[0009]
上述具体的改性步骤为：
[0010]
将所述纳米级二氧化硅和水同时添加到搅拌器中；搅拌过程中同步实施的作业有：将改性剂与其低沸点溶剂配制成喷洒溶剂；
[0011]
而后将搅拌器中的混合液体放入到高速离心机中，并同时在高速离心机中进行加热处理，从而得到过滤后的产物；
[0012]
最后将过滤后的产物倒入到高速分散机中进行均匀分散，同时外接雾化器，将雾化后的喷洒溶剂通入到高速分散机中进行改性处理，最终得到改性材料。
[0013]
优选的，在所述硅烷偶联剂的通式中，r表示的基团包括氨基、疏基、乙烯基、环氧基、氰基以及甲基丙乙烯酰氧基中的一种，x表示的基团包括卤素、烷氧基以及酰氧基中的一种。
[0014]
优选的，在所述改性步骤中，纳米级二氧化硅和水同时添加到搅拌器的具体步骤为：
[0015]
步骤一：使用电热水壶，将水加热；
[0016]
步骤二：将纳米级二氧化硅和水的质量份数比选取到1：1－2，并同时将水和纳米级二氧化碳倒入到搅拌器中；
[0017]
步骤三：开启搅拌器进行充分搅拌，并控制搅拌时长为1－2h，并在搅拌的过程中持续测量溶液的酸碱度，通过在溶液中加入中和试剂，控制溶液的ph值为6－7。
[0018]
优选的，在所述步骤一中，将水加热后的温度保证在50－70℃。
[0019]
优选的，在所述步骤二中，搅拌器的转速为300－500r/min。
[0020]
优选的，在所述改性步骤中，
[0021]
对高速离心机的筒体外壁进行加热，并在高速离心机的筒体出口端处装配过滤板，同时通过蒸发和过滤的方式，对高速离心机中的混合液体进行产物提取；
[0022]
该处加热的温度为70－80℃，同时高速离心机的转速为10000－30000r/min。
[0023]
在所述改性步骤中，
[0024]
所述喷洒溶剂通过雾化器喷出的颗粒直径为：0.1－0.5μm。
[0025]
与现有技术相比，本发明提供了一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料，具有如下有益效果：
[0026]
一是本发明通过改性剂对二氧化硅纳米进行改性处理后，其产品的性能稳定，可进行长时间的存储，同时由于产品中存在含氟基团，使得整体材料的化学稳定性高，具有一定的耐老化和耐高低温性能；
[0027]
二是本发明在对产物进行提取的操作中，通过蒸发和过滤的方式，能够显著缩短产物析出的时间，同时一定温度下在高速分散机中使得过滤产物均匀分散，确保改性作业的完善，并确保改性材料的稳定和高质量，同时改性剂的量可控，使得所得改性材料的相关数据可根据制造者进行意愿进行改进。
[0028]
三是本发明的制备步骤和所选用的改性剂可避免二氧化硅表面亲水疏油在有机介质中难以浸润和分散，直接填充到材料中，很难发挥其作用的现象，通过改性作业从而可进一步提高改性材料的耐老化性能。
具体实施方式
[0029]
本发明一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料不限于以下实施例的描述。
[0030]
本实施例给出一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料的具体结构，一种氟硅烷改性二氧化硅纳米材料，通过使用改性剂对二氧化硅的颗粒表面进行接枝改性，在进行处理时，使用的原料包括：
[0031]
纳米级二氧化硅；和
[0032]
该改性剂包括硅烷偶联剂和氟改性烷基硅烷，硅烷偶联剂的通式为rsix3；改性剂和纳米级二氧化硅的质量份数比可以为，6：1；
[0033]
上述具体的改性步骤为：
[0034]
将纳米级二氧化硅和水同时添加到搅拌器中；搅拌过程中同步实施的作业有：将改性剂与其低沸点溶剂配制成喷洒溶剂；
[0035]
而后将搅拌器中的混合液体放入到高速离心机中，并同时在高速离心机中进行加热处理，从而得到过滤后的产物；
[0036]
最后将过滤后的产物倒入到高速分散机中进行均匀分散，同时外接雾化器，将雾
化后的喷洒溶剂通入到高速分散机中进行改性处理，最终得到改性材料。
[0037]
本发明通过改性剂对二氧化硅纳米进行改性处理后，其产品的性能稳定，可进行长时间的存储，同时由于产品中存在含氟基团，使得整体材料的化学稳定性高，具有一定的耐老化和耐高低温性能；
[0038]
本发明的制备步骤和所选用的改性剂可避免二氧化硅表面亲水疏油在有机介质中难以浸润和分散，直接填充到材料中，很难发挥其作用的现象，通过改性作业从而可进一步提高改性材料的耐老化性能。
[0039]
在硅烷偶联剂的通式中，r表示的基团包括氨基、疏基、乙烯基、环氧基、氰基以及甲基丙乙烯酰氧基中的一种，x表示的基团包括卤素、烷氧基以及酰氧基中的一种。
[0040]
在改性步骤中，纳米级二氧化硅和水同时添加到搅拌器的具体步骤为：
[0041]
步骤一：使用电热水壶，将水加热；
[0042]
步骤二：将纳米级二氧化硅和水的质量份数比选取到1：1－2，并同时将水和纳米级二氧化碳倒入到搅拌器中；
[0043]
步骤三：开启搅拌器进行充分搅拌，并控制搅拌时长为1－2h，并在搅拌的过程中持续测量溶液的酸碱度，通过在溶液中加入中和试剂，控制溶液的ph值为6－7。
[0044]
在步骤一中，将水加热后的温度保证在50－70℃。
[0045]
在步骤二中，搅拌器的转速为300－500r/min。
[0046]
在改性步骤中，
[0047]
对高速离心机的筒体外壁进行加热，并在高速离心机的筒体出口端处装配过滤板，同时通过蒸发和过滤的方式，对高速离心机中的混合液体进行产物提取；
[0048]
该处加热的温度为70－80℃，同时高速离心机的转速为10000－30000r/min。
[0049]
在改性步骤中，
[0050]
喷洒溶剂通过雾化器喷出的颗粒直径为：0.1－0.5μm。
[0051]
本发明在对产物进行提取的操作中，通过蒸发和过滤的方式，能够显著缩短产物析出的时间，同时一定温度下在高速分散机中使得过滤产物均匀分散，确保改性作业的完善，并确保改性材料的稳定和高质量，同时改性剂的量可控，使得所得改性材料的相关数据可根据制造者进行意愿进行改进。
[0052]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。