超親水性硅母膠及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種超親水性硅母膠及其制備方法，步驟為：按質(zhì)量百分比將40-55%的去離子水加熱后放入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中，然后再將9-13%的有機(jī)硅表面活性劑加入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中攪拌，自然冷卻至常溫得到溶液A；再將1-5%的聚丙烯酰胺及5-7%的無(wú)水硫酸鈉加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與溶液A攪拌混合，得到溶液B；再將15-30%的氣相二氧化硅加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與溶液B攪拌混合，至氣相二氧化硅完全分散于溶液B中，得到溶液C；將5-15%的丁二酸二辛酯磺酸鈉加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與溶液C攪拌混合，最后得到超親水性硅母膠。其優(yōu)點(diǎn)為：超親水性的改性處理，提高其在電解液中的分散穩(wěn)定性；降低電解液表面張力，提高二氧化硅溶膠的充放電工作穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超親水性娃母膠及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超親水性硅母膠及其制備方法，其利用氣相二氧化硅配置母膠，可根據(jù)鉛酸電池技術(shù)性能參數(shù)要求，加入不同濃度的硫酸即可制成相應(yīng)膠體電解質(zhì)，它是非液體電解質(zhì)的載體。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)鉛酸蓄電池存在漏酸、漏液和需要定時(shí)加液檢修等問(wèn)題，膠體鉛酸蓄電池是對(duì)傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的革新改造，它的電解液是由一定量的氣相S12分散在硫酸溶液中形成的膠體。S12S用在膠體蓄電池中主要是利用其優(yōu)異的增稠觸變性能。氣相法制備的S12粉末具有較大的比表面積和較小的粒徑，其表面富含大量的羥基，通過(guò)氫鍵相互作用極易在液體體系中形成均勻的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將大量的稀硫酸溶液包裹在凝膠網(wǎng)絡(luò)中。這種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在外力(剪切力、電場(chǎng)力等)作用下會(huì)被破壞，介質(zhì)變稀，粘度下降，外力消失后三維結(jié)構(gòu)會(huì)自行恢復(fù)，粘度上升。
[0003]膠體蓄電池的核心技術(shù)之一是制膠工藝，不同的電池性能參數(shù)對(duì)電解質(zhì)的含硫酸比例不同。目前鉛酸電池行業(yè)普遍是直接用酸稀釋與氣相S12攪拌，由于其親水性及分子表面張力等因素會(huì)直接影響電解質(zhì)性能。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)如下:
1、氣相法二氧化硅表面含有大量的羥基等極性基團(tuán)，使原生粒子之間極易相互碰撞而聚集在一起，形成微米級(jí)的二氧化硅二次聚集體，二次聚集體之間進(jìn)一步相互作用，形成尺寸較大的二氧化硅附聚體。這就影響了氣相法二氧化硅分散性、相溶性以及其特殊性能的發(fā)揮。
[0005]2、由于電解液的表面張力，影響膠體電解質(zhì)可滲透性，阻礙氧傳輸能力，降低電解液極化能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種氣相二氧化硅的超親水性的改性處理，提高其在電解液中的分散穩(wěn)定性；降低電解液表面張力，提高二氧化硅溶膠的充放電工作穩(wěn)定性的超親水性硅母膠及其制備方法。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的超親水性硅母膠包括15-30 %的氣相二氧化硅、1-5%的聚丙烯酰胺、5-7 %的無(wú)水硫酸鈉、9-13%的有機(jī)硅表面活性劑、5-15%的丁二酸二辛酯磺酸鈉及40-55%的去尚子水,它們?yōu)橘|(zhì)量百分比。
[0008]所述的氣相二氧化硅的顆粒粒徑在20-100 nm之間。
[0009]本發(fā)明的超親水性硅母膠的制備方法，其包括以下步驟:
步驟一
將40-50%的去離子水加熱至55°C -60°C后放入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中，然后再將9-13%的有機(jī)硅表面活性劑加入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中攪拌，攪拌的速度為1400-2000 r/min，攪拌時(shí)間為10-20 min,自然冷卻至常溫得到溶液A ;
步驟二
將1-5 %的聚丙烯酰胺、5-7 %的無(wú)水硫酸鈉加入到步驟一的圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與溶液A攪拌混合，攪拌的速度為1400-2000 r/min，攪拌時(shí)間為10-20 min，得到溶液B;
步驟三
將15-30 %的氣相二氧化硅加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟二的溶液B攪拌混合，至氣相二氧化娃完全分散于溶液B中，攪拌的速度為2400-6000 r/min,攪拌時(shí)間為20-40 min，得到溶液C ;
步驟四
最后，將5-15%的丁二酸二辛酯磺酸鈉加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟三的溶液C攪拌混合，攪拌的速度為2400-6000 r/min，攪拌時(shí)間為30-60 min，該步驟中攪拌混合最后得到的物質(zhì)即是超親水性硅母膠。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)為:超親水性的改性處理，提高其在電解液中的分散穩(wěn)定性；降低電解液表面張力，提高二氧化娃溶膠的充放電工作穩(wěn)定性。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施例的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以互相結(jié)合。
[0012]實(shí)施例一
本發(fā)明是超親水性硅母膠及其制備方法，制備時(shí)包括以下步驟:
步驟一
將40%的去離子水加熱至55°C后放入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中，然后再將11%的有機(jī)硅表面活性劑(有機(jī)硅表面活性劑的英文名稱(chēng)為Silwet-L77)加入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中攪拌，攪拌的速度為1400 r/min,攪拌時(shí)間為10 min,自然冷卻至常溫得到溶液A ；
步驟二
將5 %的聚丙烯酰胺及7 %的無(wú)水硫酸鈉加入到步驟一的圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與溶液A攪拌混合，攪拌的速度為1400r/min，攪拌時(shí)間為10 min，得到溶液B ;
步驟三
將30 %的氣相二氧化硅加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟二的溶液B攪拌混合，至氣相二氧化娃完全分散于溶液B中，攪拌的速度為4000 r/min,攪拌時(shí)間為30 min,得到溶液C ;所述的氣相二氧化硅的顆粒粒徑為20 nm。
[0013]步驟四
最后，將7%的丁二酸二辛酯磺酸鈉加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟三的溶液C攪拌混合，攪拌的速度為4000 r/min,攪拌時(shí)間為30-60 min,該步驟中攪拌混合最后得到的物質(zhì)即是超親水性硅母膠。
[0014]它們?yōu)橘|(zhì)量百分比。
[0015]實(shí)施例二
超親水性硅母膠的制備方法，其包括以下步驟: 步驟一
將55%的去離子水加熱至60°C后放入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中，然后再將13%的有機(jī)硅表面活性劑加入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中攪拌，攪拌的速度為2000 r/min，攪拌時(shí)間為20min,自然冷卻至常溫得到溶液A ;
步驟二
將I %的聚丙烯酰胺及5 %的無(wú)水硫酸鈉加入到步驟一的圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與溶液A攪拌混合，攪拌的速度為2000 r/min,攪拌時(shí)間為20 min,得到溶液B ；
步驟三
將20 %的氣相二氧化硅加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟二的溶液B攪拌混合，至氣相二氧化娃完全分散于溶液B中,攪拌的速度為6000 r/min,攪拌時(shí)間為40 min,得到溶液C ;所述的氣相二氧化娃的顆粒粒徑為100 nm。
[0016]步驟四
最后，將6%的丁二酸二辛酯磺酸鈉加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟三的溶液C攪拌混合，攪拌的速度為6000 r/min,攪拌時(shí)間為60 min,該步驟中攪拌混合最后得到的物質(zhì)即是超親水性硅母膠。
[0017]它們?yōu)橘|(zhì)量百分比。
[0018]實(shí)施例三
超親水性硅母膠的制備方法，其包括以下步驟:
步驟一
將48%的去離子水加熱至58°C后，再將9%的有機(jī)硅表面活性劑加入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中攪拌，攪拌的速度為1700 r/min,攪拌時(shí)間為15 min,自然冷卻至常溫得到溶液A ;
步驟二
將3 %的聚丙烯酰胺、6 %的無(wú)水硫酸鈉加入到步驟一的圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與溶液A攪拌混合，攪拌的速度為1700 r/min，攪拌時(shí)間為15min，得到溶液B ;
步驟三
將23 %的氣相二氧化硅加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟二的溶液B攪拌混合，至氣相二氧化硅完全分散于溶液B中，攪拌的速度為4200 r/min，攪拌時(shí)間為30 min，得到溶液C ;所述的氣相二氧化娃的顆粒粒徑為60 nm。
[0019]步驟四
最后，將11%的丁二酸二辛酯磺酸鈉加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟三的溶液C攪拌混合，攪拌的速度為4200 r/min，攪拌時(shí)間為45 min，該步驟中攪拌混合最后得到的物質(zhì)即是超親水性硅母膠。
它們?yōu)橘|(zhì)量百分比。
[0020]以上結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作出詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換及變形仍落入在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超親水性硅母膠，其特征在于包括15-30 %的氣相二氧化硅、1-5 %的聚丙烯酰胺、5-7 %的無(wú)水硫酸鈉、9-13%的有機(jī)硅表面活性劑、5-15%的丁二酸二辛酯磺酸鈉及40-55%的去尚子水,它們?yōu)橘|(zhì)量百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超親水性硅母膠，其特征在于所述的氣相二氧化硅的顆粒粒徑在20-100 nm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超親水性硅母膠的制備方法，其包括以下步驟: 步驟一 將40-55%的去離子水加熱至55 V -60 V后放入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中，然后再將9-13%的有機(jī)硅表面活性劑加入圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中攪拌，攪拌的速度為1400-2000 r/min，攪拌時(shí)間為10-20 min,自然冷卻至常溫得到溶液A ; 步驟二 將1-5 %的聚丙烯酰胺及5-7 %的無(wú)水硫酸鈉加入到步驟一的圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與溶液A攪拌混合，攪拌的速度為1400-2000 r/min，攪拌時(shí)間為10-20 min，得到溶液B; 步驟三 將15-30 %的氣相二氧化硅加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟二的溶液B攪拌混合，至氣相二氧化娃完全分散于溶液B中，攪拌的速度為2400-6000 r/min,攪拌時(shí)間為20-40 min，得到溶液C ; 步驟四 最后，將5-15%的丁二酸二辛酯磺酸鈉加入到圓筒槳式機(jī)械攪拌機(jī)中與步驟三的溶液C攪拌混合，攪拌的速度為2400-6000 r/min，攪拌時(shí)間為30-60 min，該步驟中攪拌混合最后得到的物質(zhì)即是超親水性硅母膠。
【文檔編號(hào)】H01M10/10GK104201424SQ201410434843
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月30日
【發(fā)明者】徐盛南, 陳源, 彭新艷, 胡柱東 申請(qǐng)人:廣東中商國(guó)通電子有限公司