CN104031431B - 一种相容性好的改性纳米二氧化钛及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种相容性好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、柠檬酸钠1-2、可再分散乳胶粉5-6、扩散剂MF？1-2、粉碎玄武岩纤维2-3、炭黑1.5-2.5、碳纤维粉2-3、甲苯二异氰酸酯3.5-5、醋丙乳液6-7、聚乙烯蜡2-3、改性二氧化硅2-3；本发明配方合理，通过添加粉碎玄武岩纤维、碳纤维粉等增加了粉体的稳定性，添加扩散剂MF、再分散乳胶粉、炭黑等不仅具有分散在作用，而且起到了补强作用，再配合高分子聚合物，使粉体与有机物的相容性增加，使用寿命增加，本发明适合用作涂料、油墨、塑料等填料。

Description

一种相容性好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，特别是一种相容性好的改性纳米二氧化钛及其制备方法。
背景技术
由于纳米二氧化钛具有良好的抗紫外线性能、良好的耐候性、耐化学腐蚀性、耐热性、光催化性、热稳定性、对人体无害等特征，被广泛应用于颜料如涂料、橡胶、塑料、造纸等行业，同时还作为光催化剂、光电电池、紫外线屏蔽剂等被广泛应用；未经表面处理的纳米二氧化钛表面一般被极性基团（如-OH）所包覆，所以纳米二氧化钛容易因极性吸附或吸湿而产生团聚，成为带有若干弱连接界面的尺寸较大的团聚体，并且难以分散于有机溶剂中，从而使其在工业上的应用受到了很大的限制；因此对纳米二氧化钛进行表面修饰，提高其在溶剂中的分散性、相容性，减少二次团聚是非常重要的，我国纳米二氧化钛产量虽然大但是产品质量不高，与国外一些知名企业的产品差距较大。所以研发出一种生产高品质改性纳米二氧化钛的方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种相容性好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：
一种相容性好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、柠檬酸钠1-2、可再分散乳胶粉5-6、扩散剂MF1-2、粉碎玄武岩纤维2-3、炭黑1.5-2.5、碳纤维粉2-3、甲苯二异氰酸酯3.5-5、醋丙乳液6-7、聚乙烯蜡2-3、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。
本发明所述一种相容性好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、扩散剂MF、柠檬酸钠、粉碎玄武岩纤维、炭黑、碳纤维粉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）将可再分散乳胶粉、聚乙烯蜡放入混料筒中，升温至80-90℃之间，保温搅拌半小时，继续加入甲苯二异氰酸酯、醋丙乳液，继续升温至130-160℃，搅拌15-20分钟后倒出，在250-280℃的热气流下进行喷雾干燥，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：本发明配方合理，通过添加粉碎玄武岩纤维、碳纤维粉等增加了粉体的稳定性，添加扩散剂MF、再分散乳胶粉、炭黑等不仅具有分散在作用，而且起到了补强作用，再配合高分子聚合物，使粉体与有机物的相容性增加，使用寿命增加，本发明适合用作涂料、油墨、塑料等填料。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种相容性好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、柠檬酸钠1、可再分散乳胶粉5、扩散剂MF1、粉碎玄武岩纤维2、炭黑1.5、碳纤维粉2、甲苯二异氰酸酯3.5、醋丙乳液6、聚乙烯蜡2、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。
本发明所述一种相容性好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、扩散剂MF、柠檬酸钠、粉碎玄武岩纤维、炭黑、碳纤维粉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）将可再分散乳胶粉、聚乙烯蜡放入混料筒中，升温至80-90℃之间，保温搅拌半小时，继续加入甲苯二异氰酸酯、醋丙乳液，继续升温至130-160℃，搅拌15-20分钟后倒出，在250-280℃的热气流下进行喷雾干燥，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 0.35 3级 600h不起泡不剥落无裂纹
改性纳米二氧化钛 0.46 2级 1000h不起泡不剥落无裂纹

Claims (1)

1.一种相容性好的改性纳米二氧化钛，其特征在于，由下列重量份的原料制成：纳米二氧化钛85-90、柠檬酸钠1-2、可再分散乳胶粉5-6、扩散剂MF1-2、粉碎玄武岩纤维2-3、炭黑1.5-2.5、碳纤维粉2-3、甲苯二异氰酸酯3.5-5、醋丙乳液6-7、聚乙烯蜡2-3、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；所述的改性二氧化硅的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；
所述一种相容性好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、扩散剂MF、柠檬酸钠、粉碎玄武岩纤维、炭黑、碳纤维粉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）将可再分散乳胶粉、聚乙烯蜡放入混料筒中，升温至80-90℃之间，保温搅拌半小时，继续加入甲苯二异氰酸酯、醋丙乳液，继续升温至130-160℃，搅拌15-20分钟后倒出，在250-280℃的热气流下进行喷雾干燥，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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