超亲水性硅母胶及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种超亲水性硅母胶及其制备方法，步骤为：按质量百分比将40-55%的去离子水加热后放入圆筒桨式机械搅拌机中，然后再将9-13%的有机硅表面活性剂加入圆筒桨式机械搅拌机中搅拌，自然冷却至常温得到溶液A；再将1-5%的聚丙烯酰胺及5-7%的无水硫酸钠加入到圆筒桨式机械搅拌机中与溶液A搅拌混合，得到溶液B；再将15-30%的气相二氧化硅加入到圆筒桨式机械搅拌机中与溶液B搅拌混合，至气相二氧化硅完全分散于溶液B中，得到溶液C；将5-15%的丁二酸二辛酯磺酸钠加入到圆筒桨式机械搅拌机中与溶液C搅拌混合，最后得到超亲水性硅母胶。其优点为：超亲水性的改性处理，提高其在电解液中的分散稳定性；降低电解液表面张力，提高二氧化硅溶胶的充放电工作稳定性。
【专利说明】超亲水性娃母胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超亲水性硅母胶及其制备方法，其利用气相二氧化硅配置母胶，可根据铅酸电池技术性能参数要求，加入不同浓度的硫酸即可制成相应胶体电解质，它是非液体电解质的载体。
【背景技术】
[0002]传统铅酸蓄电池存在漏酸、漏液和需要定时加液检修等问题，胶体铅酸蓄电池是对传统铅酸蓄电池的革新改造，它的电解液是由一定量的气相S12分散在硫酸溶液中形成的胶体。S12S用在胶体蓄电池中主要是利用其优异的增稠触变性能。气相法制备的S12粉末具有较大的比表面积和较小的粒径，其表面富含大量的羟基，通过氢键相互作用极易在液体体系中形成均匀的三维网状结构，将大量的稀硫酸溶液包裹在凝胶网络中。这种三维网状结构在外力(剪切力、电场力等)作用下会被破坏，介质变稀，粘度下降，外力消失后三维结构会自行恢复，粘度上升。
[0003]胶体蓄电池的核心技术之一是制胶工艺，不同的电池性能参数对电解质的含硫酸比例不同。目前铅酸电池行业普遍是直接用酸稀释与气相S12搅拌，由于其亲水性及分子表面张力等因素会直接影响电解质性能。
[0004]现有技术的缺点如下:
1、气相法二氧化硅表面含有大量的羟基等极性基团，使原生粒子之间极易相互碰撞而聚集在一起，形成微米级的二氧化硅二次聚集体，二次聚集体之间进一步相互作用，形成尺寸较大的二氧化硅附聚体。这就影响了气相法二氧化硅分散性、相溶性以及其特殊性能的发挥。
[0005]2、由于电解液的表面张力，影响胶体电解质可渗透性，阻碍氧传输能力，降低电解液极化能力。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种气相二氧化硅的超亲水性的改性处理，提高其在电解液中的分散稳定性；降低电解液表面张力，提高二氧化硅溶胶的充放电工作稳定性的超亲水性硅母胶及其制备方法。
[0007]为了达到上述目的，本发明的超亲水性硅母胶包括15-30 %的气相二氧化硅、1-5%的聚丙烯酰胺、5-7 %的无水硫酸钠、9-13%的有机硅表面活性剂、5-15%的丁二酸二辛酯磺酸钠及40-55%的去尚子水,它们为质量百分比。
[0008]所述的气相二氧化硅的颗粒粒径在20-100 nm之间。
[0009]本发明的超亲水性硅母胶的制备方法，其包括以下步骤:
步骤一
将40-50%的去离子水加热至55°C -60°C后放入圆筒桨式机械搅拌机中，然后再将9-13%的有机硅表面活性剂加入圆筒桨式机械搅拌机中搅拌，搅拌的速度为1400-2000 r/min，搅拌时间为10-20 min,自然冷却至常温得到溶液A ;
步骤二
将1-5 %的聚丙烯酰胺、5-7 %的无水硫酸钠加入到步骤一的圆筒桨式机械搅拌机中与溶液A搅拌混合，搅拌的速度为1400-2000 r/min，搅拌时间为10-20 min，得到溶液B;
步骤三
将15-30 %的气相二氧化硅加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤二的溶液B搅拌混合，至气相二氧化娃完全分散于溶液B中，搅拌的速度为2400-6000 r/min,搅拌时间为20-40 min，得到溶液C ;
步骤四
最后，将5-15%的丁二酸二辛酯磺酸钠加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤三的溶液C搅拌混合，搅拌的速度为2400-6000 r/min，搅拌时间为30-60 min，该步骤中搅拌混合最后得到的物质即是超亲水性硅母胶。
[0010]本发明与现有技术相比的优点为:超亲水性的改性处理，提高其在电解液中的分散稳定性；降低电解液表面张力，提高二氧化娃溶胶的充放电工作稳定性。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本发明的具体作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施例的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施例中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
[0012]实施例一
本发明是超亲水性硅母胶及其制备方法，制备时包括以下步骤:
步骤一
将40%的去离子水加热至55°C后放入圆筒桨式机械搅拌机中，然后再将11%的有机硅表面活性剂(有机硅表面活性剂的英文名称为Silwet-L77)加入圆筒桨式机械搅拌机中搅拌，搅拌的速度为1400 r/min,搅拌时间为10 min,自然冷却至常温得到溶液A ；
步骤二
将5 %的聚丙烯酰胺及7 %的无水硫酸钠加入到步骤一的圆筒桨式机械搅拌机中与溶液A搅拌混合，搅拌的速度为1400r/min，搅拌时间为10 min，得到溶液B ;
步骤三
将30 %的气相二氧化硅加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤二的溶液B搅拌混合，至气相二氧化娃完全分散于溶液B中，搅拌的速度为4000 r/min,搅拌时间为30 min,得到溶液C ;所述的气相二氧化硅的颗粒粒径为20 nm。
[0013]步骤四
最后，将7%的丁二酸二辛酯磺酸钠加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤三的溶液C搅拌混合，搅拌的速度为4000 r/min,搅拌时间为30-60 min,该步骤中搅拌混合最后得到的物质即是超亲水性硅母胶。
[0014]它们为质量百分比。
[0015]实施例二
超亲水性硅母胶的制备方法，其包括以下步骤: 步骤一
将55%的去离子水加热至60°C后放入圆筒桨式机械搅拌机中，然后再将13%的有机硅表面活性剂加入圆筒桨式机械搅拌机中搅拌，搅拌的速度为2000 r/min，搅拌时间为20min,自然冷却至常温得到溶液A ;
步骤二
将I %的聚丙烯酰胺及5 %的无水硫酸钠加入到步骤一的圆筒桨式机械搅拌机中与溶液A搅拌混合，搅拌的速度为2000 r/min,搅拌时间为20 min,得到溶液B ；
步骤三
将20 %的气相二氧化硅加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤二的溶液B搅拌混合，至气相二氧化娃完全分散于溶液B中,搅拌的速度为6000 r/min,搅拌时间为40 min,得到溶液C ;所述的气相二氧化娃的颗粒粒径为100 nm。
[0016]步骤四
最后，将6%的丁二酸二辛酯磺酸钠加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤三的溶液C搅拌混合，搅拌的速度为6000 r/min,搅拌时间为60 min,该步骤中搅拌混合最后得到的物质即是超亲水性硅母胶。
[0017]它们为质量百分比。
[0018]实施例三
超亲水性硅母胶的制备方法，其包括以下步骤:
步骤一
将48%的去离子水加热至58°C后，再将9%的有机硅表面活性剂加入圆筒桨式机械搅拌机中搅拌，搅拌的速度为1700 r/min,搅拌时间为15 min,自然冷却至常温得到溶液A ;
步骤二
将3 %的聚丙烯酰胺、6 %的无水硫酸钠加入到步骤一的圆筒桨式机械搅拌机中与溶液A搅拌混合，搅拌的速度为1700 r/min，搅拌时间为15min，得到溶液B ;
步骤三
将23 %的气相二氧化硅加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤二的溶液B搅拌混合，至气相二氧化硅完全分散于溶液B中，搅拌的速度为4200 r/min，搅拌时间为30 min，得到溶液C ;所述的气相二氧化娃的颗粒粒径为60 nm。
[0019]步骤四
最后，将11%的丁二酸二辛酯磺酸钠加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤三的溶液C搅拌混合，搅拌的速度为4200 r/min，搅拌时间为45 min，该步骤中搅拌混合最后得到的物质即是超亲水性硅母胶。
它们为质量百分比。
[0020]以上结合实施例对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种超亲水性硅母胶，其特征在于包括15-30 %的气相二氧化硅、1-5 %的聚丙烯酰胺、5-7 %的无水硫酸钠、9-13%的有机硅表面活性剂、5-15%的丁二酸二辛酯磺酸钠及40-55%的去尚子水,它们为质量百分比。
2.根据权利要求1所述的超亲水性硅母胶，其特征在于所述的气相二氧化硅的颗粒粒径在20-100 nm之间。
3.根据权利要求1所述的超亲水性硅母胶的制备方法，其包括以下步骤: 步骤一 将40-55%的去离子水加热至55 V -60 V后放入圆筒桨式机械搅拌机中，然后再将9-13%的有机硅表面活性剂加入圆筒桨式机械搅拌机中搅拌，搅拌的速度为1400-2000 r/min，搅拌时间为10-20 min,自然冷却至常温得到溶液A ; 步骤二 将1-5 %的聚丙烯酰胺及5-7 %的无水硫酸钠加入到步骤一的圆筒桨式机械搅拌机中与溶液A搅拌混合，搅拌的速度为1400-2000 r/min，搅拌时间为10-20 min，得到溶液B; 步骤三 将15-30 %的气相二氧化硅加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤二的溶液B搅拌混合，至气相二氧化娃完全分散于溶液B中，搅拌的速度为2400-6000 r/min,搅拌时间为20-40 min，得到溶液C ; 步骤四 最后，将5-15%的丁二酸二辛酯磺酸钠加入到圆筒桨式机械搅拌机中与步骤三的溶液C搅拌混合，搅拌的速度为2400-6000 r/min，搅拌时间为30-60 min，该步骤中搅拌混合最后得到的物质即是超亲水性硅母胶。
【文档编号】H01M10/10GK104201424SQ201410434843
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月30日 优先权日:2014年8月30日
【发明者】徐盛南, 陈源, 彭新艳, 胡柱东 申请人:广东中商国通电子有限公司