CN104031292B - 一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛及其制备方法 - Google Patents

一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：纳米二氧化钛85-90、纳米氧化锌2-4、滑石粉1.5-2、橡胶粉4-6、羧甲基纤维素1.5-2.5、环五聚二甲基硅氧烷0.8-1.2、生育酚乙酸酯3-4、硬脂酸甘油单酯4.5-6、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5-7、改性二氧化硅2-3；本发明通过添加纳米氧化锌、滑石粉等具有紫外遮蔽作用的粉体与纳米二氧化钛相互配合，增强了纳米二氧化钛的紫外遮蔽效果，通过添加高分子聚合物，增加了粉体的化学活性，与有机物相容性增强，本发明添加到涂料中，具有良好的涂膜效果，遮盖效果好，涂膜耐老化、抗紫外线。

Description

一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛及其制备方法
技术领域
本发明涉及工业填料领域，特别是一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛及其制备方法。
背景技术
纳米二氧化钛因其体积效应和表面效应而在磁性、催化性、光吸收、电导、硬度和熔点等方面与常规材料相比显示出许多特异性能，如催化性能、紫外吸收性能及随角异色效应等，目前已被广泛应用于催化剂、高档轿车的金属闪光面漆、防晒日用化妆品等，因而受到人们的极大关注。但是，由于纳米二氧化钛粒径小、比表面积和表面能都很大，且配位严重不足，从而表现出极强的表面活性，在分散介质中容易团聚，形成大的聚集体，团聚的存在又将大大阻碍纳米二氧化钛优势的充分发挥，从而影响实际应用中效果，因此研究纳米二氧化钛的分散、稳定性将是进一步提高材料性能的前提和基础。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛，由下列重量份的原料制备制成：纳米二氧化钛85-90、纳米氧化锌2-4、滑石粉1.5-2、橡胶粉4-6、羧甲基纤维素1.5-2.5、环五聚二甲基硅氧烷0.8-1.2、生育酚乙酸酯3-4、硬脂酸甘油单酯4.5-6、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5-7、改性二氧化硅2-3；
所述改性二氧化硅由以下重量份的原料制成：二氧化硅55-60、纳米麦饭石粉2-4、纳米级硅微粉4-6、二缩三丙二醇二丙烯酸酯5-7、1-羟乙基-2-油基咪唑啉1-2、环烷酸钴3-4、丙烯酸缩水甘油酯3-5、EDTA二钠2-4、水50-60；制备方法是首先加入纳米二氧化硅、纳米麦饭石粉、纳米级硅微粉、1-羟乙基-2-油基咪唑啉、水搅拌均匀，形成悬浮液，在55-60℃下烘干至含水量2-3%，然后立即加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯、环烷酸钴、丙烯酸缩水甘油酯，加热至130-150℃，混合搅拌25-35分钟，冷却至室温，然后加入其余剩余成分，1200-1500转/分条件下搅拌1-2小时，在60-70℃下烘干，研磨即得。
本发明所述一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛，由以下具体步骤制成：
（1）将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、滑石粉、羧甲基纤维素、环五聚二甲基硅氧烷混合均匀加入研磨机内，以1500-2000转/分钟 的速度研磨 15-20 分钟，得混合粉末待用；
（2）将橡胶粉、生育酚乙酸酯放入混料筒中，升温至80-90℃之间，加入硬脂酸甘油单酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，升温至130-160℃，搅拌15-20分钟后倒出，冷却，得胶粉；
（3）将混合粉末与胶粉混合均匀，加入适量水，搅拌均匀，在80℃下超声振荡1-2小时，然后继续研磨20-30分钟，形成混悬液待用；
（4）将混悬液与改性二氧化硅混合，800-1000转/分下搅拌10-15分钟，烘干、放入纳米粉碎机中粉碎即得。
本发明的有益效果是：本发明通过添加纳米氧化锌、滑石粉等具有紫外遮蔽作用的粉体与纳米二氧化钛相互配合，增强了纳米二氧化钛的紫外遮蔽效果，通过添加高分子聚合物，增加了粉体的化学活性，与有机物相容性增强，本发明添加到涂料中，具有良好的涂膜效果，遮盖效果好，涂膜耐老化、抗紫外线。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：纳米二氧化钛85、纳米氧化锌2、滑石粉1.5、橡胶粉4、羧甲基纤维素1.5、环五聚二甲基硅氧烷0.8、生育酚乙酸酯3、硬脂酸甘油单酯4.5、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5、改性二氧化硅2；
所述改性二氧化硅由以下重量份（公斤）的原料制成：二氧化硅55、纳米麦饭石粉2、纳米级硅微粉4、二缩三丙二醇二丙烯酸酯5、1-羟乙基-2-油基咪唑啉1、环烷酸钴3、丙烯酸缩水甘油酯3、EDTA二钠2、水50；制备方法是首先加入纳米二氧化硅、纳米麦饭石粉、纳米级硅微粉、1-羟乙基-2-油基咪唑啉、水搅拌均匀，形成悬浮液，在55-60℃下烘干至含水量2-3%，然后立即加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯、环烷酸钴、丙烯酸缩水甘油酯，加热至130-150℃，混合搅拌25-35分钟，冷却至室温，然后加入其余剩余成分，1200-1500转/分条件下搅拌1-2小时，在60-70℃下烘干，研磨即得。
本发明所述一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛，由以下具体步骤制成：
（1）将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、滑石粉、羧甲基纤维素、环五聚二甲基硅氧烷混合均匀加入研磨机内，以1500-2000转/分钟 的速度研磨 15-20 分钟，得混合粉末待用；
（2）将橡胶粉、生育酚乙酸酯放入混料筒中，升温至80-90℃之间，加入硬脂酸甘油单酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，升温至130-160℃，搅拌15-20分钟后倒出，冷却，得胶粉；
（3）将混合粉末与胶粉混合均匀，加入适量水，搅拌均匀，在80℃下超声振荡1-2小时，然后继续研磨20-30分钟，形成混悬液待用；
（4）将混悬液与改性二氧化硅混合，800-1000转/分下搅拌10-15分钟，烘干、放入纳米粉碎机中粉碎即得。
按照本实施例的比例，将未改性的与改性好的纳米二氧化钛加入到涂料中，制成涂料，进行涂膜力测试，结果如下：
检测内容 硬度 附着力 耐人工气候老化性
未改性纳米二氧化钛 0.3 3级 600h不起泡不剥落无裂纹
改性纳米二氧化钛 0.45 2级 1000h不起泡不剥落无裂纹

Claims (2)

1.一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：纳米二氧化钛85-90、纳米氧化锌2-4、滑石粉1.5-2、橡胶粉4-6、羧甲基纤维素1.5-2.5、环五聚二甲基硅氧烷0.8-1.2、生育酚乙酸酯3-4、硬脂酸甘油单酯4.5-6、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5-7、改性二氧化硅2-3；
所述改性二氧化硅由以下重量份的原料制成：二氧化硅55-60、纳米麦饭石粉2-4、纳米级硅微粉4-6、二缩三丙二醇二丙烯酸酯5-7、1-羟乙基-2-油基咪唑啉1-2、环烷酸钴3-4、丙烯酸缩水甘油酯3-5、EDTA二钠2-4、水50-60；制备方法是首先加入纳米二氧化硅、纳米麦饭石粉、纳米级硅微粉、1-羟乙基-2-油基咪唑啉、水搅拌均匀，形成悬浮液，在55-60℃下烘干至含水量2-3%，然后立即加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯、环烷酸钴、丙烯酸缩水甘油酯，加热至130-150℃，混合搅拌25-35分钟，冷却至室温，然后加入其余剩余成分，1200-1500转/分条件下搅拌1-2小时，在60-70℃下烘干，研磨即得。
2.根据权利要求1所述一种提高紫外线遮蔽性的改性纳米二氧化钛，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、滑石粉、羧甲基纤维素、环五聚二甲基硅氧烷混合均匀加入研磨机内，以1500-2000转/分钟 的速度研磨 15-20 分钟，得混合粉末待用；
（2）将橡胶粉、生育酚乙酸酯放入混料筒中，升温至80-90℃之间，加入硬脂酸甘油单酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，升温至130-160℃，搅拌15-20分钟后倒出，冷却，得胶粉；
（3）将混合粉末与胶粉混合均匀，加入适量水，搅拌均匀，在80℃下超声振荡1-2小时，然后继续研磨20-30分钟，形成混悬液待用；
（4）将混悬液与改性二氧化硅混合，800-1000转/分下搅拌10-15分钟，烘干、放入纳米粉碎机中粉碎即得。
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