CN101565568B - 一种纳米氧化物分散体组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的纳米氧化物分散体组合物，由纳米氧化物、分散剂、增稠剂、pH调节剂、消泡剂和去离子水组成；纳米氧化物为纳米Al₂O₃、纳米TiO₂和纳米ZnO中的一种、两种或三种；分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺；增稠剂为改性脲增稠剂；pH调节剂为氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种、两种或三种；消泡剂为有机硅消泡剂。其制备是：砂磨机中加去离子水、分散剂和消泡剂进行砂磨处理；在分散的情况下加入纳米氧化物；经砂磨成纳米分散体；再进行超声；常温下，再加入增稠剂和pH调节剂，搅拌均匀，得纳米氧化物分散体组合物；该分散体阴凉处贮存稳定，加至涂料中，可提高涂料的抗菌性、耐磨性和疏水性。

Description

一种纳米氧化物分散体组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及分散体组合物及其制备方法领域，特别涉及一种纳米氧化物分散体组合物及其制备方法。

背景技术

随着纳米材料行业的发展，目前市场上出现了大量纳米氧化物粉体产品，但一般都不能直接用于各种复合材料的添加，需要对其进行表面改性，制作成各种状态后使用。在水性涂料中添加纳米材料是提高水性涂料性能的一个好办法，但一般要先做成纳米氧化物分散体的形式，再把纳米氧化物分散体直接加入各种水性体系的高分子溶液中，提高现有高分子材料膜的性能。

现有普通纳米氧化物产品在水性涂料中的用法是，直接和其他粉体一起制成浆料，或单独制备浆料。其通常的制备方法是：采用在水中添加助剂、粉体等，搅拌均匀后再研磨制得，但这种办法制备的浆料在短期内可能会返粗，纳米粉体的团聚趋势没有得到根本解决，所以贮存的稳定性得不到提高，或在立即添加到涂料中后出现在团聚现象，所用的纳米粉体在涂料成膜后的膜中没有表现出纳米状态。虽然添加了纳米浆料，但没有体现出纳米涂料应该具有的优异的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米氧化物分散体组合物及其制备方法。该纳米氧化物分散体组合物在制备过程中加入了化学助剂，用砂磨和超声波手段，得到稳定的纳米氧化物分散体组合物；该纳米氧化物分散体组合物加入涂料(特别是水性涂料)中，可以增加涂料的抗菌性、耐磨性和疏水性等。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的纳米氧化物分散体组合物，由10-40重量份的纳米氧化物、4.5-5.7重量份的分散剂、1.5-2.5重量份的增稠剂、1.5-1.8重量份的pH调节剂、0.3-0.6重量份的消泡剂和30-80重量份的去离子水组成；

所述纳米氧化物为纳米Al₂O₃、纳米TiO₂和纳米ZnO中的一种、二种或三种；

所述分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺组成的混合物；

所述增稠剂为改性脲增稠剂BYK420；

所述pH调节剂为氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种、二种或三种；所述消泡剂为有机硅消泡剂BYK028。

本发明提供的纳米氧化物分散体组合物的制备方法，其制备步骤如下：

1)按照以下重量份配比备料：

纳米氧化物混合物10-40重量份、分散剂4.5-5.7重量份；增稠剂1.5-2.5重量份；pH调节剂1.0-2.5重量份；消泡剂0.3-0.8重量份；去离子水30-80重量份；

所述纳米氧化物为纳米Al₂O₃、纳米TiO₂和纳米ZnO中的一种、二种或三种；

所述分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺组成的混合物；

所述增稠剂为改性脲增稠剂BYK420；

所述pH调节剂为氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种、二种或三种；

所述消泡剂为有机硅消泡剂BYK028；

2)在砂磨机中加入步骤1)的去离子水、分散剂和消泡剂进行砂磨处理，砂磨时用冷却水进行冷却使保持常温下进行砂磨；

3)在分散容器中，加入步骤1)的纳米氧化物；

4)砂磨80-120分钟，形成分散体浆料；

5)将制备好的分散体浆料加入超声波发生器中，超声40-80分钟；

6)常温下，在超声后的分散体浆料中加入步骤1)的增稠剂和pH调节剂，pH值调到8-10，搅拌均匀，出料，制得纳米氧化物分散体组合物，阴凉处保存。

本发明的纳米氧化物分散体组合物及其制备方法具有以下优点：

本发明的纳米氧化物分散体组合物制备方法简单，所制备的纳米氧化物分散体组合物贮存稳定，可以直接加入到水性体系的高分子材料中，增加或提高高分子材料的各种性能，如增加涂料的抗菌性、耐磨性和疏水性等。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步描述本发明。

实施例1

按照以下步骤生产纳米氧化物分散体：

1、按照以下重量份配比备料：

纳米氧化锌                    10

聚丙烯酰胺(分散剂)            4.0

壬基酚聚氧乙烯醚(分散剂)      0.5

去离子水(H₂O)                 30

三乙醇胺(pH调节剂)            1.0

氨水(pH调节剂)                0.5

消泡剂(BYK-028)               0.3

增稠剂(BYK-420)               1.5

2、按照如下步骤制备：

1)在砂磨机中加入步骤1)的去离子水、分散剂和消泡剂进行砂磨处理，砂磨时用冷却水进行冷却使保持常温下进行砂磨；

2)在分散的情况下加入纳米氧化锌，20分钟内加完；

3)砂磨80分钟，形成纳米分散体；

4)把制备好的纳米分散体加入超声波发生器中，超声50分钟；

5)常温下，把超声后的浆料加入1.5重量份的增稠剂和1.5重量份pH调节剂，搅拌均匀，出料，阴凉处保存。

所获得的纳米氧化物分散体的性能指标如下

固体含量                    20.8％

pH值                        8.5

粘度(25±0.5℃)             25s

贮存期                      6个月。

实施例2

按照以下步骤生产纳米氧化物分散体：

1、按照以下重量份配比备料：

纳米氧化钛                    20

聚丙烯酰胺(分散剂)            3.5

壬基酚聚氧乙烯醚(分散剂)      1

去离子水                      50

三乙醇胺(pH调节剂)                    0.5

2-氨基-2-甲基-1-丙醇(pH调节剂)        0.5

氨水(pH调节剂)                        0.5

BYK-028(消泡剂)                       0.5

BYK-420(增稠剂)                       2.0

2、按照如下步骤制备：

1)在砂磨机中加入步骤1)的去离子水、分散剂和消泡剂进行砂磨处理，砂磨时用冷却水进行冷却使保持常温下进行砂磨；

2)在分散的情况下加入纳米氧化锌，20分钟内加完；

3)砂磨80-120分钟，形成纳米分散体；

4)把制备好的纳米分散体加入超声波发生器中，超声65分钟；

5)常温下，把超声后的浆料加入2.0重量份的增稠剂和1.5重量份的pH调节剂，搅拌均匀，出料，阴凉处保存。

所获得的纳米氧化物分散体的性能指标如下

固体含量                    25.5％

pH值                        8.3

粘度(25±0.5℃)             28s

贮存期                      6个月。

实施例3

按照以下步骤生产纳米氧化物分散体：

1、按照以下重量份配比备料：

纳米氧化锌                        10

纳米氧化钛                        10

聚丙烯酰胺(分散剂)                4.0

壬基酚聚氧乙烯醚(分散剂)          1.5

去离子水(H₂O)                     50

2-氨基-2-甲基-1-丙醇(pH调节剂)    1.5

BYK-028(消泡剂)                   0.6

BYK-420(增稠剂)                   1.8

2、按照如下步骤制备：

1)在砂磨机中加入步骤1)的去离子水、分散剂和消泡剂进行砂磨处理，砂磨时用冷却水进行冷却使保持常温下进行砂磨；

2)在分散的情况下加入纳米氧化钛和氧化锌，20分钟内加完；

3)砂磨110分钟，形成纳米分散体；

4)把制备好的纳米分散体加入超声波发生器中，超声40分钟；

5)常温下，把超声后的浆料加入1.8重量份的增稠剂和1.5重量份的pH调节剂，搅拌均匀，出料，阴凉处保存。

所获得的纳米氧化物分散体的性能指标如下

固体含量                        25.2％

pH值                            8.8

粘度(25±0.5℃)                 27s

贮存期                          6个月。

实施例4

按照以下步骤生产纳米氧化物分散体：

1、按照以下重量份配比备料：

纳米氧化铝                    10

纳米氧化锌                    10

纳米氧化钛                    20

聚丙烯酰胺                    4.5

壬基酚聚氧乙烯醚              1.2

去离子水(H₂O)                 80

氨水(pH调节剂)                1.8

BYK-028(消泡剂)               0.6

BYK-420(增稠剂)               2.5

2、按照如下步骤制备：

1)在砂磨机中加入步骤1)的去离子水、分散剂和消泡剂进行砂磨处理，砂磨时用冷却水进行冷却使保持常温下进行砂磨；

2)在分散的情况下加入纳米氧化铝，20分钟内加完；

3)砂磨100分钟，形成纳米分散体；

4)把制备好的纳米分散体加入超声波发生器中，超声60分钟；

5)常温下，把超声后的浆料加入增稠剂2.5重量份和pH调节剂1.8重量份，搅拌均匀，出料，阴凉处保存。

所获得的纳米氧化物分散体的性能指标如下

固体含量                           36％

pH值                               9.5

粘度(25±0.5℃)                    29s

贮存期                             6个月。

Claims (2)

1.一种纳米氧化物分散体组合物，由10-40重量份的纳米氧化物、4.5-5.7重量份的分散剂、1.5-2.5重量份的增稠剂、1.5-1.8重量份的pH调节剂、0.3-0.6重量份的消泡剂和30-80重量份的去离子水组成；

所述纳米氧化物为纳米Al₂O₃、纳米TiO₂和纳米ZnO中的一种、二种或三种；

所述分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺组成的混合物；

所述的增稠剂为改性脲增稠剂BYK-420；

所述pH调节剂为氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种、二种或三种；

所述的消泡剂为有机硅消泡剂BYK-028。

2.一种权利要求1所述的纳米氧化物分散体组合物的制备方法，其制备步骤如下：

1)按照以下重量份配比备料：

纳米氧化物混合物10-40重量份、分散剂4.5-5.7重量份；增稠剂1.5-2.5重量份；pH调节剂1.0-2.5重量份；消泡剂0.3-0.8重量份；去离子水30-80重量份；

所述纳米氧化物为纳米Al₂O₃、纳米TiO₂和纳米ZnO中的一种、二种或三种；

所述分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺组成的混合物；

所述增稠剂为改性脲增稠剂BYK-420；

所述pH调节剂为氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种、二种或三种；

所述消泡剂为有机硅消泡剂BYK-028；

2)在砂磨机中加入步骤1)的去离子水、分散剂和消泡剂进行砂磨处理，砂磨时用冷却水进行冷却使保持常温下进行砂磨；

3)在分散容器中，加入步骤1)的纳米氧化物；

4)砂磨80-120分钟，形成分散体浆料；

5)将制备好的分散体浆料加入超声波发生器中，超声40-80分钟；

6)常温下，在超声后的分散体浆料中加入步骤1)的增稠剂和pH调节剂，pH值调到8-10，搅拌均匀，出料，制得纳米氧化物分散体组合物，阴凉处保存。