一种制备透明氧化锌液相分散体的方法与流程

本发明属于化工技术领域，涉及液相分散体的制备方法，尤其是涉及一种制备透明氧化锌液相分散体的方法。

背景技术：

纳米氧化锌作为一种重要的无机纳米材料，其研究兴起于20世纪90年代。如今氧化锌的用途非常广泛，除在橡胶工业、石油化工、涂料工业有广泛应用外,还可应用于电子激光材料、荧光粉添加剂、磁性材料、压电材料、陶瓷等。在橡胶工业,纳米氧化锌是一种重要的无机活性材料,其不仅可降低普通氧化锌的用量,还可以提高橡胶制品的耐磨性和抗老化性能,延长使用寿命；在涂料工业，纳米氧化锌能大大提高涂料产品的遮盖力和着色力,还可提高涂料的其它各项指标,并可应用于制备功能性纳米涂料；另外在陶瓷工业方面，纳米氧化锌的添加使陶瓷制品具备了分解有机物和杀菌除臭的自洁作用，保证了产品的质量。

纳米氧化锌的紫外遮蔽性能主要取决于形态特征、颗粒大小和分散程度等因素。其中，纳米颗粒的粒度分布和分散程度是一个非常重要的因素。传统的制备方式是先制备固态的纳米氧化锌粉体，再添加改性剂对其进行表面改性，进而填充到高分子材料中作为紫外遮蔽功能。但是此类方法制备氧化锌颗粒在改性前就发生部分团聚，使得改性后粒径大且分布不均匀，难以控制颗粒形状，因此再填充到树脂基后其分散性能不好，与聚合物的相容性比较差。

超重力技术(超重力旋转填充床)是利用比地球重力加速度大得多的超重力环境对传质和微观混合过程进行强化的新技术，在地球上通过旋转产生模拟的超重力环境而获得。它能够大幅度提高反应的转化率和选择性，显著地缩小反应器的体积，简化工艺、流程，实现过程的高效节能。在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比在地球重力场下的要快得多，气-液、液-液、液-固两相在比地球重力场大数百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质中产生流动接触，巨大的剪切力使液体破碎成纳米级的膜、丝和滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使相间传质速率比传统的塔器中提高1～3个数量级，使传质过程得到极大强化。

现有采用超重力技术制备纳米氧化锌利用氯化锌和氢氧化钠为原料，采用超重力(旋转填充床)技术，利用液-液相反应的方式，再经过滤、洗涤、干燥制得纳米氧化锌粉体，该方法不足之处在于制得的氧化锌粒径较大，最小为68nm。

现有技术中制备纳米氧化锌粉体利用硝酸锌与氨水为原料制得前躯体，再经高温超声、干燥煅烧得到氧化锌粉体，该工艺的缺点是制得的氧化锌粒径较大，为20-200nm。

因此，本发明提供了一种制备透明氧化锌液相分散体的方法，采用超重力旋转填充床，可以大大强化传质、强化微观混合，制备出的氧化锌颗粒形貌可控且粒度分布均匀。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种制备透明氧化锌液相分散体的方法。该方法采用超重力旋转填充床，可以大大强化传质、强化微观混合，制备出的氧化锌颗粒形貌可控且粒度分布均匀，将此方法制备出的氧化锌颗粒进一步改性制得的透明氧化锌液相分散体的固含量可达70wt％，氧化锌晶体粒径小且分布均匀，一维尺寸为3～10nm；此外，产品分散效果好，稳定性好，静置数月无沉降，且以水和多种有机溶剂为液相分散介质，应用范围广泛；本方法很好的解决了纳米氧化锌在应用中出现的分散性能和相容性差的问题，从而赋予产品更高的应用性能和附加值。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种制备透明氧化锌液相分散体的方法，包括如下步骤：

1)将盐溶于液相介质a中，得到盐溶液；将碱溶于液相介质b中，得碱溶液；

所述盐为锌盐或混合锌盐，所述混合锌盐为摩尔比为10～100:1的锌盐和掺杂元素的盐混合而成；

2)将盐溶液和碱液加入到超重力旋转填充床反应器中，反应后得到氧化锌悬浊液；

3)将表面包覆剂加入到氧化锌悬浊液中进行改性包覆，改性后静置改性液；

4)将静置后的改性液沉淀、离心、洗涤，再分散到液相介质c中，得到氧化锌透明液相分散体；

步骤4)中，所述液相介质c选自下列物质的一种或多种：柴油、石脑油、重油、正庚烷、正辛烷、jp-10航空燃油、c4轻烃、c5轻烃、减压馏分油、焦化蜡油、常压渣油、减压渣油。

其中重油指原油提取汽油、柴油后的剩余重质油；常压渣油和减压渣油分别指原油经常压蒸馏和减压蒸馏所得的残余油；焦化蜡油指从焦化装置产出用作燃料(船舶)的塔底油。

优选地，步骤1)中，所述锌盐选自下列物质中的一种或多种：氯化锌、溴化锌、硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌；所述掺杂元素的盐选自下列物质中的一种或多种：硫酸铝、硝酸铝、醋酸铝、异丙醇铝、氯化铝、硝酸镓、硫酸镓、醋酸铟、硝酸铟、氯化铟、氯化锡、乙酸锡；所述碱选自下列物质中的一种或多种：氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、一水合氨。

优选地，步骤1)中所述锌盐的浓度为0.05mol/l～1mol/l，优选地锌盐浓度为0.15mol/l～0.6mol/l；

优选地，步骤1)中所述碱液的浓度为0.1mol/l～2mol/l，优选地碱液浓度为0.3mol/l～1.2mol/l。

优选地，步骤1)中所述液相介质a选自下列物质中的一种或多种：水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇、苯甲醇、甘油、乙醚、二甲醚、丙酮、丁酮、环己酮；所述液相介质b选自以下物质中的一种或几种：水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、甘油、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃、正己烷、环己烷。

优选地，步骤2)中反应温度为20～85℃；更优选地，反应温度为25～75℃；最优选地，反应温度为40～70℃。

优选地，步骤2)中，所述超重力旋转床反应器选自旋转填充床超重力旋转床反应器、折流式超重力旋转床反应器、螺旋通道超重力旋转床反应器、定-转子超重力旋转床反应器或旋转碟片超重力旋转床反应器；优选地，旋转床的转子转速为300～5000rpm；更优选地，旋转床的转子转速为600～2600rpm。

优选地，步骤2)中，通入旋转填充床中盐溶液与碱液的体积流量比为是0.2～3.5:1；所述盐溶液通入旋转填充床的进料流量为50ml/min～1000ml/min，碱液为40ml/min～800ml/min。

优选地，步骤3)中，所述表面包覆剂选自下列物质的一种或多种：钛酸酯、铝酸酯、硅酸酯、硬脂酸、硬脂酸钠、油酸、聚乙烯吡咯烷酮、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚乙二醇、聚乙烯醇、十八胺、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基二氯硅烷。本发明发现，包覆剂的选择取决于分散介质，每种分散介质都需要有合适的包覆剂配方与之对应，采用的表面包覆剂不合适，或者包覆剂配比以及包覆剂的量不合适均会导致最终难以形成分散体或分散体不稳定。

优选地，步骤3)中所述表面包覆剂与氧化锌质量比为0.1～2:1。

优选地，步骤3)中所述表面包覆剂为多种时，加入方式为一次混合加入或分次加入不同表面包覆剂。

优选地，步骤3)中表面包覆剂为分次加入时的时间间隔为5min～2h，优选10min～1h。

优选地，步骤3)中表面包覆剂为分次加入时，次数为2～3次。

优选地，步骤3)中表面包覆剂为分次加入时，每次加入的表面包覆剂为一种或两种；优选地，每次加入的表面包覆剂为两种时，根据实际需要经多次试验调整两种包覆剂的比例。

本发明发现，采用一次混合加入时，不同包覆剂同时在颗粒表面形成包覆层，该层包覆层露在表面的基团即为混合的基团。不同的基团有不同的极性，通过调节几种不同极性包覆剂的比例来调节包覆层表面极性平滑，最终使得纳米氧化锌能够分散于不同极性的溶剂。

本发明中采用多次分时间段加入则是为了形成多层包覆层，在前一种包覆剂反应完全后加入另一种，则新的表面更有利于包覆，在前一种包覆剂反应一部分之后加入另一种，有助于调节不同包覆剂包覆的量，从而精确调控纳米颗粒表面的性质，使其更能适应分散介质的溶剂分子体系，让颗粒分散更加稳定；另一方面多层包覆调节了纳米颗粒的活性，有利于后期的实际应用。本发明还发现颗粒表面的性质取决于包覆在最外层的基团，即最后一次加入的包覆剂的基团，多次加入中前几次的包覆剂用于调节颗粒在后期应用中的活性。

优选地，步骤3)中，所述改性时间为5min～6h，优选20min～3h；所述改性温度为40～90℃，优选50～80℃。

优选地，步骤3)中，反应结束后静置时间为2h～48h，优选10h～24h。

优选地，步骤4)中，所述分散为超声分散。

优选地，步骤4)中，所述透明氧化锌液相分散体中，固含量为1wt％～70wt％；进一步地，固含量为40wt％～70wt％、45wt％～70wt％、50wt％～70wt％、55wt％～70wt％、60wt％～70wt％等；更优选地，固含量为70wt％。

优选地，步骤4)中，所述透明氧化锌液相分散体中，氧化锌晶体粒径小且分布均匀，一维尺寸为3～10nm；进一步地，一维尺寸为3～8nm、3～7nm、3～6nm、3～5nm、3～4nm等。

上述透明氧化锌液相分散体可用作橡胶、涂料、塑料、织物、以及其他聚合物的填充剂，此外，还可用作化妆品、油品等的添加剂，也可以用于光催化分解有机物处理工业、生活废水。

本发明基于的基本原理是将锌盐溶液或混合锌盐溶液和碱液在超重力旋转填充床反应器中反应，大大强化传质、强化微观混合进而制得纳米氧化锌悬浮液，悬浮液中氧化锌颗粒表面与表面包覆剂反应形成包覆层，再经过滤、洗涤、分散后，得到透明氧化锌液相分散体，其中分散介质为水或有机溶剂。

表面包覆剂在颗粒表面形成包覆层，有利于形成在水相或有机相中单分散的氧化锌颗粒。纳米氧化锌表面存在大量的羟基，与表面包覆剂反应，且纳米氧化锌表面包覆的活性剂所带来的较大有机基团之间存在较大的空间位阻，使纳米颗粒之间不易发生团聚。但是合适的表面包覆剂和分散介质的选取是很重要的。同时本发明需要进行沉淀反应、表面改性反应以及再分散过程等较为复杂的工艺过程，因此，选择合适的表面包覆剂及各原料之间的配比、反应速率和时间的控制等都是需要解决的技术难点。

另外，如无特殊说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。

本发明的有益效果如下：

1)本发明制备颗粒的过程在超重力旋转填充床反应器中完成，大大强化传质、强化微观混合，此外，通过合适的表面包覆剂使氧化锌分散在液相介质中，形成稳定透明的分散体。分散体会看到明显的丁达尔现象，本发明的纳米氧化锌透明分散体就可以看到明显的丁达尔现象，产品透明且分散性很好；

2)本发明的透明氧化锌液相分散体中的氧化锌晶体粒径小且分布均匀，一维尺寸最小为3nm。

3)本发明的透明氧化锌液相分散体在高浓度下仍能保持较高透明度和紫外屏蔽能力。

4)本发明制备的透明氧化锌液相分散体的固含量可通过改变原料配比、反应时间、反应温度等工艺条件来调节。制备的产品的固含量可达70wt％。产品透明，稳定性好。本发明合成的产品稳定性好，静置12个月无沉降。本发明工艺流程简单，易于操作，可重复率高，产品质量好，易于放大。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明实施例1中所得透明氧化锌液相分散体的透射电镜图。

图2示出本发明实施例1中所得透明氧化锌液相分散体的紫外可见光谱图。

图3示出本发明实施例1中所得透明氧化锌液相分散体的x射线衍射图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

一种透明氧化锌液相分散体的制备，包括如下步骤：

1)将质量浓度为11％的醋酸锌甲醇混合液a1000g加入反应物储槽a中，搅拌溶解加热至70℃；将质量浓度为5.26％的氢氧化钾乙醇混合液b1000g加入反应物储槽b中，搅拌溶解加热至55℃；

2)开启循环水70℃加热超重力旋转床床体，待温度稳定后开启旋转床，调节转速为1800rpm；开启进料泵，进料流量均为200ml/min，将两种反应物同时输送至旋转床里进行反应；

3)待混合液a和混合液b进料完毕，反应所得悬浊液全部流出超重力旋转装置进入改性罐后，关闭超重力旋转装置，并在改性罐中逐渐加入正硅酸乙酯包覆剂6g，70℃包覆反应0.5h，后逐渐加入包覆剂20g(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和油酸，质量比1:1混合)，改性罐温度控制为70℃，改性时间为0.5h，往改性后所得混合液中加入100g去离子静置12h；

4)向静置后的改性液中加入大量去离子水使其沉淀析出完全，将悬浊液离心，取沉淀减压过滤，去离子水和乙醇洗涤得到滤饼，将滤饼转移至烧瓶中加适量柴油分散，通过45℃旋蒸方式除去剩余乙醇。最终将产品转移至分散罐中；开启再分散罐的超声分散装置，再向分散罐中输送30g柴油，超声分散后得到氧化锌/柴油透明分散体。

如图1～3所示，产品淡蓝色透明，固含量50％，静置12月无沉降，经检测分散体的颗粒一维尺寸为5-8nm，在高浓度下仍能保持较高透明度和紫外屏蔽能力。

实施例2

一种透明氧化锌液相分散体的制备，包括如下步骤：

1)将质量浓度为8％的醋酸锌和0.4％的硝酸镓甲醇混合液a1000g加入反应物储槽a中，搅拌溶解加热至50℃；将质量浓度为4％的氢氧化钾乙醇混合液b1000g加入反应物储槽b中，室温搅拌溶解；

2)开启循环水50℃加热超重力旋转床床体，待温度稳定后开启旋转床，调节转速为1000rpm；开启进料泵，进料流量均为500ml/min，将两种反应物同时输送至旋转床里进行反应；

3)待锌盐溶液和碱液进料完毕，反应所得悬浊液全部流出超重力旋转装置进入改性罐后，关闭超重力旋转装置，并在改性罐中逐渐加入混合包覆剂24g(正硅酸乙酯、十八胺和油酸，质量比2:5:5)混合)，改性罐温度控制为70℃，改性时间为0.5h，往改性后所得混合液中加入95g去离子静置15h；

4)向静置后的改性液中加入大量正己烷使其沉淀析出完全，将悬浊液离心，取沉淀减压过滤，正己烷洗涤得到滤饼，将滤饼转移至烧瓶中加适量重油分散，通过30℃旋蒸方式除去剩余正己烷。最终将产品转移至分散罐中；开启再分散罐的超声分散装置，向再分散罐中输送40g重油，超声分散后得到氧化锌/重油透明分散体。

经检测，产品淡蓝色透明，固含量30％，静置12月无沉降，分散体的颗粒一维尺寸为8-9nm。

实施例3

一种透明氧化锌液相分散体的制备，包括如下步骤：

1)将质量浓度为8％的醋酸锌和0.4％的硝酸镓甲醇混合液a1000g加入反应物储槽a中，搅拌溶解加热至50℃；将质量浓度为4％的氢氧化钾乙醇混合液b1000g加入反应物储槽b中，室温搅拌溶解；

2)开启循环水50℃加热超重力旋转床床体，待温度稳定后开启旋转床，调节转速为1600rpm；开启进料泵，进料流量均为400ml/min，将两种反应物同时输送至旋转床里进行反应；

3)待锌盐溶液和碱液进料完毕，反应所得悬浊液全部流出超重力旋转装置进入改性罐后，关闭超重力旋转装置，并在改性罐中逐渐加入钛酸丁酯包覆剂4g，70℃包覆反应1h，后逐渐加入包覆剂15g(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和聚乙烯吡咯烷酮，质量比1:2混合)，改性罐温度控制为70℃，改性时间为0.5h，往改性后所得混合液中加入95g去离子静置12h；

4)向静置后的改性液中加入大量正己烷使其沉淀析出完全，将悬浊液离心，取沉淀减压过滤，正己烷洗涤得到滤饼，将滤饼转移至烧瓶中加适量减压馏分油分散，通过30℃旋蒸方式除去剩余正己烷。最终将产品转移至分散罐中；开启再分散罐的超声分散装置，向再分散罐中输送40g减压馏分油，超声分散后得到氧化锌/减压馏分油透明分散体。

经检测，产品淡蓝色透明，固含量30％，静置12月无沉降，分散体的颗粒一维尺寸为8-9nm。

实施例4

一种透明氧化锌液相分散体的制备，包括如下步骤：

1)将质量浓度为10％的氯化锌和0.7％的氯化铟乙醇混合液a1000g加入反应物储槽a中，搅拌溶解加热至65℃；将质量浓度为5％的氢氧化钠甲醇混合液b1000g加入反应物储槽b中，搅拌溶解加热至50℃；

2)开启循环水65℃加热超重力旋转床床体，待温度稳定后开启旋转床，调节转速为1800rpm；开启进料泵，进料流量均为200ml/min，将两种反应物同时输送至旋转床里进行反应；

3)待混合液a和混合液b进料完毕，反应所得悬浊液全部流出超重力旋转装置进入改性罐后，关闭超重力旋转装置，并在改性罐中逐渐加入正硅酸乙酯包覆剂5g，70℃包覆反应50min，后逐渐加入包覆剂19g(十二烷基三甲氧基硅烷，质量比3:2混合)，改性罐温度控制为60℃，改性时间为1.5h，往改性后所得混合液中加入95g去离子静置15h；

4)向静置后的改性液中加入大量去离子水使其沉淀析出完全，将悬浊液离心，取沉淀减压过滤，去离子水和乙醇洗涤得到滤饼，将滤饼转移至烧瓶中加适量jp-10航空燃油分散，通过35℃旋蒸方式除去剩余乙醇。最终将产品转移至分散罐中；开启再分散罐的超声分散装置，向再分散罐中输送45gjp-10航空燃油，超声分散后得到氧化锌/jp-10航空燃油透明分散体。

经检测，产品淡蓝色透明，固含量40％，静置12月无沉降，分散体的颗粒一维尺寸为6-8nm。

实施例5

一种透明氧化锌液相分散体的制备，包括如下步骤：

1)将质量浓度为8％的硝酸锌和0.7％的乙酸锡乙醇混合液a1000g加入反应物储槽a中，搅拌溶解加热至60℃；将质量浓度为4％的氢氧化钾乙醇混合液b1000g加入反应物储槽b中，室温搅拌溶解；

2)开启循环水50℃加热超重力旋转床床体，待温度稳定后开启旋转床，调节转速为1200rpm；开启进料泵，进料流量均为300ml/min，将两种反应物同时输送至旋转床里进行反应；

3)待混合液a和b进料完毕，反应所得悬浊液全部流出超重力旋转装置进入改性罐后，关闭超重力旋转装置，并在改性罐中逐渐加入铝酸甲酯包覆剂4g，60℃包覆反应0.5h，后逐渐加入包覆剂16g正辛基三甲氧基硅烷，改性罐温度控制为60℃，改性时间为0.5h，往改性后所得混合液中加入95g去离子静止10h；

4)向静置后的改性液中加入大量去离子水使其沉淀析出完全，将悬浊液离心，取沉淀减压过滤，去离子水和乙醇洗涤得到滤饼，将滤饼转移至烧瓶中加适量正庚烷分散，通过35℃旋蒸方式除去剩余乙醇。最终将产品转移至分散罐中；开启再分散罐的超声分散装置，向再分散罐中输送20g正庚烷，超声分散后得到氧化锌/正庚烷透明分散体。

经检测，产品淡蓝色透明，固含量70％，静置12月无沉降，分散体的颗粒一维尺寸为3-5nm。

实施例6

一种透明氧化锌液相分散体的制备，包括如下步骤：

1)将质量浓度为8％的醋酸锌和0.7％的醋酸铝甲醇混合液a1000g加入反应物储槽a中，搅拌溶解加热至50℃；将质量浓度为4％的氢氧化钾乙醇混合液b1000g加入反应物储槽b中，室温搅拌溶解；

2)开启循环水50℃加热超重力旋转床床体，待温度稳定后开启旋转床，调节转速为1800rpm；开启进料泵，进料流量均为300ml/min，将两种反应物同时输送至旋转床里进行反应；

3)待混合液a和b进料完毕，反应所得悬浊液全部流出超重力旋转装置进入改性罐后，关闭超重力旋转装置，并在改性罐中逐渐加入硼酸丁酯和正硅酸乙酯包覆剂4g(质量比1:1)，60℃包覆反应0.5h，后逐渐加入包覆剂16g正辛基三甲氧基硅烷，改性罐温度控制为60℃，改性时间为50min，往改性后所得混合液中加入95g去离子静止15h；

4)向静置后的改性液中加入大量去离子水使其沉淀析出完全，将悬浊液离心，取沉淀减压过滤，去离子水和乙醇洗涤得到滤饼，将滤饼转移至分散罐中；开启再分散罐的超声分散装置，向再分散罐中输送50g常压渣油，超声分散后得到氧化锌/常压渣油透明分散体。

经检测，产品淡蓝色透明，固含量30％，静置12月无沉降，分散体的颗粒一维尺寸为6-10nm。

实施例7

一种透明氧化锌液相分散体的制备，包括如下步骤：

1)将质量浓度为10％的醋酸锌和0.1％的异丙醇铝甲醇混合液a1000g加入反应物储槽a中，搅拌溶解加热至60℃；将质量浓度为5％的氢氧化钠乙醇混合液b1000g加入反应物储槽b中，搅拌溶解加热至45℃；

2)开启循环水60℃加热超重力旋转床床体，待温度稳定后开启旋转床，调节转速为800rpm；开启进料泵，进料流量均为400ml/min，将两种反应物同时输送至旋转床里进行反应；

3)待混合液a和b进料完毕，反应所得悬浊液全部流出超重力旋转装置进入改性罐后，关闭超重力旋转装置，并在改性罐中逐渐加入正硅酸乙酯包覆剂5g，70℃包覆反应20min，后逐渐加入包覆剂19g(γ-氨丙基三乙氧基硅烷和十八烷基三甲氧基硅烷质量比1:3混合)，改性罐温度控制为70℃，改性时间为2h，往改性后所得混合液中加入95g去离子静置12h；

4)向静置后的改性液中加入大量去离子水使其沉淀析出完全，将悬浊液离心，取沉淀减压过滤，去离子水和乙醇洗涤得到滤饼，将滤饼转移至烧瓶中加适量减压渣油分散，通过35℃旋蒸方式除去剩余乙醇。最终将产品转移至分散罐中；开启再分散罐的超声分散装置，向再分散罐中输送45g减压渣油，超声分散后得到氧化锌/减压渣油透明分散体。

经检测，产品淡蓝色透明，固含量40％，静置12月无沉降，分散体的颗粒一维尺寸为6-8nm。

实施例8

一种透明氧化锌液相分散体的制备，包括如下步骤：

1)将质量浓度为15％的醋酸锌甲醇混合液a1000g加入反应物储槽a中，搅拌溶解加热至70℃；将质量浓度为8％的氢氧化钠乙醇混合液b1000g加入反应物储槽b中，搅拌溶解加热至70℃；

2)开启循环水70℃加热超重力旋转床床体，待温度稳定后开启旋转床，调节转速为1800rpm；开启进料泵，进料流量均为600ml/min，将两种反应物同时输送至旋转床里进行反应；

3)待混合液a和b进料完毕，反应所得悬浊液全部流出超重力旋转装置进入改性罐后，关闭超重力旋转装置，并在改性罐中逐渐加入包覆剂油酸20g，改性罐温度控制为60℃，改性时间为1h，往改性后所得混合液中加入95g去离子静止15h；

4)向静置后的改性液中加入大量去离子水使其沉淀析出完全，将悬浊液离心，取沉淀减压过滤，去离子水和乙醇洗涤得到滤饼，将滤饼转移至烧瓶中加适量石油醚分散，通过35℃旋蒸方式除去剩余乙醇。最终将产品转移至分散罐中；开启再分散罐的超声分散装置，向再分散罐中输送45g石脑油，超声分散后得到氧化锌/石脑油透明分散体。

经检测，产品淡蓝色透明，固含量40％，静置12月无沉降，分散体的颗粒一维尺寸为4-6nm。

对比例1

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于：步骤3)中采用先加入正硅酸乙酯6g，再加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷20g，得到的结果见表1。

对比例2

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于：步骤3)中采用先加入铝酸甲酯6g，再加入油酸20g，得到的结果见表1。

对比例3

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于：步骤3)中采用先加入钛酸丁酯6g，再加入十八烷基三甲氧基硅烷20g，得到的结果见表1。

对比例4

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于：步骤3)中采用先加入正硅酸乙酯6g，再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷20g，得到的结果见表1。

对比例5

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于：步骤3)中采用先加入铝酸甲酯6g，再加入包覆剂20g(3-氨丙基三乙氧基硅烷和十八烷基三甲氧基硅烷，质量比1:1混合)，得到的结果见表1。

对比例6

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于：步骤3)中采用先加入正硅酸乙酯6g，再加入包覆剂20g(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和油酸，质量比2:1混合)，得到的结果见表1。

对比例7

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于：步骤3)中采用先加入正硅酸乙酯6g，再加入包覆剂20g(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和油酸，质量比1:1混合)，得到的结果见表1。

对比例8

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于：步骤3)中采用先加入正硅酸乙酯6g，再加入包覆剂20g(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和油酸，质量比1:1混合)，得到的结果见表1。

表1不同表面包覆剂制备得到的透明氧化锌液相分散体

实施例1通过合适的表面包覆剂使氧化锌分散在液相介质中，形成稳定透明的分散体。包覆剂的选择取决于分散介质，每种分散介质都需要有特定的包覆剂与之对应，采用的表面包覆剂不合适，或者包覆剂配比以及包覆剂的量不合适均会导致最终难以形成分散体或分散体不稳定。

从表1可知，与实施例1相比，对比例1第二次加入的包覆剂只有γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，没有油酸，使得颗粒表面性质不符合柴油性质，导致最终改性颗粒在柴油中分散较差，有团聚现象；与实施例1相比，对比例2第二次只采用油酸作为包覆剂，直接导致最终不分散；与实施例1相比，对比例3只改变了第一次加的包覆剂为钛酸丁酯，最终并不影响颗粒在柴油中的分散，说明第一次加入的包覆剂并不影响颗粒外表面性质，但是影响最后颗粒的活性大小；与实施例1相比，对比例4将两次包覆剂同时加入，最终分散效果不佳，因为同时加入使得颗粒最外层包覆正硅酸乙酯的相关物质基团，改变了原先的表面性质，导致最终不分散，因此，一次加入时需要注意不同包覆剂各自的量对最终包覆剂表面的性质所起的作用的权重，分次加入可以更好地控制和把握包覆剂的量和配比，但是遇到复杂的分散介质体系如分散介质为多种混合物，一次加入可以使表面基团更加丰富来满足复杂的液相介质环境；与实施例1相比，对比例5替换了第二次加入的包覆剂的油酸，最终分散性较差，不能满足分散体要求，说明采用多种包覆剂时，需要根据分散体的性质进行合理的搭配；与实施例1相比，对比例6改变了第二次加入的两种包覆剂的相对比例，总量不变，最终能分散，但分散效果一般，说明包覆剂的配比影响分散效果；与实施例1相比，对比例7减少了第二次加入包覆剂的量，导致不能分散，同样对比例8增加了第二次包覆剂的添加量，最终分散效果一般，说明包覆剂的量也对得到分散好的结果至关重要。

实施例9～13

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于，步骤1)中的碱液浓度依次为0.1mol/l、0.3mol/l、0.6mol/l、1.2mol/l、2mol/l。测试不同碱液浓度对制备结果的影响，结果见表2。

对比例9～10

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于，步骤1)中的碱液浓度依次为0.08mol/l、2.5mol/l。结果见表2。

表2不同碱液浓度制备得到的透明氧化锌液相分散体

因此，可从表2得知，在碱浓度0.1～2mol/l范围内，分散体平均颗粒尺寸随物料的浓度增大而呈现先减小后增大的趋势，超出该范围，导致最终不能形成分散体。

实施例14～17

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于，步骤2)中的碱液进料流量依次为40ml/min、100ml/min、500ml/min、800ml/min。测试不同碱液浓度对制备结果的影响(盐溶液和碱液的流量比不变)，结果见表3。

对比例11～12

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于，步骤2)中的碱液进料流量依次为20ml/min、1000ml/min。结果见表3。

表3不同碱液进料流量制备得到的透明氧化锌液相分散体

因此，可从表3得知，在碱溶液进料流量为40～800ml/min范围内，分散体颗粒尺寸随物料的浓度增大而呈现先减小后增大的趋势，超出该范围，导致最终不能形成分散体。

实施例18～21

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于，步骤2)中的旋转床转速依次为300rpm、600rpm、1400rpm、2600rpm。测试不同旋转床转速对制备结果的影响，结果见表4。

对比例13～15

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于，步骤2)中的旋转床转速依次为100rpm、3600rpm、5000rpm。结果见表4。

表4不同旋转床转速制备得到的透明氧化锌液相分散体

因此，可从表4得知，在旋转床为300～5000rpm范围内，分散体颗粒尺寸随物料的浓度增大而逐渐减小，超出2600rpm，颗粒尺寸变化不再明显，为节省能耗，一般控制在2600rpm以内，小于300rpm会导致混合效果不匀，导致不能形成稳定分散体。

实施例22～24

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于，步骤2)中的反应温度依次为20℃、40℃、85℃。测试不同反应温度对制备结果的影响，结果见表4。

对比例16～18

采用如实施例1中所述的步骤制备透明氧化锌液相分散体，不同之处在于，步骤2)中的反应温度依次为10℃、90℃、110℃。结果见表4。

表5不同反应温度制备得到的透明氧化锌液相分散体

因此，可从表5得知，反应温度在20～85℃范围内，分散体颗粒尺寸随反应温度增大而呈现先减小后增大的趋势，超出该范围，导致最终不能形成分散体。

结论：本发明将超重力技术用于制备透明氧化锌液相分散体，得到固含量可达70％的分散体。此外还通过将多种包覆剂分次加入，令颗粒表面形成形成多层包覆层，使得分散体分散更加稳定。超重力技术的引入、表面包覆剂加入的改进、操作步骤和参数的精确设定之间的相互配合、协同作用，最终得到的透明氧化锌液相分散体不仅固含量高、稳定性好，且静置12个月无沉降。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。