CN104087021A

CN104087021A - 纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法

Info

Publication number: CN104087021A
Application number: CN201410254024.XA
Authority: CN
Inventors: 郑文
Original assignee: HU BEN NEW MATERIAL TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
Current assignee: HU BEN NEW MATERIAL TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2014-06-09
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2034-06-09
Also published as: CN104087021B

Abstract

本发明公开了一种纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法；将分散介质和分散剂在预分散罐中采用高速搅拌的方式混合均匀；将纳米氧化锡锑粉体加入到已经预混合的分散介质和分散剂中，采用高速搅拌的方式混合均匀；将制得的预分散液加入循环离心砂磨机中，经循环离心砂磨分散得到纳米氧化锡锑油性分散液。本发明制得了分散性能良好的纳米氧化锡锑(AT0)分散液，固含量为20～80％，平均粒径小于50nm，最佳平均粒径仅为40.nm，浆料pH值为6～9，粘度小于30mPa·S，稳定存储时间在6个月以上，可制得可见光区透光率70％以上的透明隔热涂层。工艺成熟，可直接用于工业化生产。

Description

纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法

技术领域

本发明具体涉及一种纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法。

背景技术

纳米氧化锡锑(ATO)是性能优异的光学透明材料，可应用于导电、防静电、红外隔热等领域，如作为填料制成透明的防静电涂料或透明的隔热涂料，亦可制成具有上述功能的膜材料等。而纳米氧化锡锑粉体和一般的纳米粒子一样具有比表面积大、表面能较高的特性，粉体颗粒之间极易团聚，直接把纳米氧化锡锑粉体作为填料使用到涂料或膜材料中，并不能充分发挥其纳米效应。因此，纳米氧化锡锑在应用时一个关键性的问题就是如何保证其良好的分散性能，即如何制备分散良好且稳定又高固含量的纳米分散液以保证应用时充分发挥其特性。以往的专利中有体现其制备工艺等，但其粉体固含量都是在2～15％，分散介质都是以离子水为主，很难在油性溶剂中分散并且做到粉体固含量达到20～80％以上的浆料，高固含量的分散液可以提高后期制备产品工艺及其稳定性能。

通过对现有文献的检索发现，申请号CN102760510A的中国发明专利申请公开了一ATO纳米晶水分散液及其制备方法，是采用简捷的水热合成和后处理工艺，不使用任何助剂制作出纯净的高固体分的稳定的ATO的水分散液，制得的分散液颗粒最大直径小于50nm，固体含量在25％以上。

纳米粉体材料的应用涉及到很关键的一项技术就是纳米粉体材料分散液的制备，分散良好的纳米粉体分散液是纳米粉体材料能否发挥其纳米效应的关键所在。据申请人所知，使制得的纳米氧化锡锑油性分散液平均粒度小于40nm，固含量达到80％的，迄今未见有相关报导。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种分散稳定性能良好的纳米氧化锡锑(ATO)油性分散液的制备方法。具体是提供一种以苯或醇为分散介质的纳米氧化锡锑(ATO)分散液的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，所述方法包括如下步骤：

A、预混合：将分散介质和分散剂在预分散罐中采用高速搅拌的方式混合均匀；

B、预分散：将纳米氧化锡锑粉体加入到已经预混合的分散介质和分散剂中，采用高速搅拌的方式混合均匀；

C、分散：将步骤B制得的预分散液加入循环离心砂磨机中，经循环离心砂磨分散得到纳米氧化锡锑油性分散液。

优选的，所述纳米氧化锡锑粉体、分散剂、分散介质的重量比为(11.1～37.5)∶1∶(4.76～50)。

优选的，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐类分散剂。HB01或HB02。

优选的，所述分散介质为甲苯或乙醇。

优选的，所述分散介质为甲苯时；所述纳米氧化锡锑粉体、分散剂、甲苯的重量比为(12.5～37.5)∶1∶(9.4～50)。

优选的，所述分散介质为乙醇时；所述纳米氧化锡锑粉体、分散剂、乙醇的重量比为11.1∶1∶(4.76～44.44)。

优选的，步骤B中，所述高速搅拌的速度为50r/min～200r/min，预分散时间为0.2～0.5小时。

优选的，步骤C中，所述循环离心砂磨机转速范围为1800r/min～2000r/min，循环砂磨时间为1～2小时。

优选的，所述循环离心砂磨机所用砂磨介质是规格为0.1～0.3mm的氧化锆珠。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明分别以甲苯和乙醇为分散介质，按上述配方和制备工艺制得了分散性能良好的纳米氧化锡锑油性分散液，工艺成熟，可直接用于工业化生产。

2、经相关测试表明，本发明纳米氧化锡锑油性分散液的纳米半氧化锡锑(ATO)固含量为20～80％平均粒径小于50nm，最佳平均粒径仅为39.7nm，浆料粘度低，小于30mPa，分散液的稳定存储时间在6个月以上(放置6个月，离心机12000r/min，0.5小时，未见有明显沉淀)。

3、经应用性实验证实，用本发明纳米氧化锡锑油性分散液可制得可见光区透光率70％以上的透明隔热涂层；此外，本发明纳米氧化锡锑分散液也可用于制备性能优异的相关高分子复合材料。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为实施例1所得分散液激光粒度测试粒径分布图；

图2为实施例5所得分散液制备的薄膜可见光区的透过率示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

对以下实施例分散液激光粒度测试方法：用Malvern Zetasizer2000或Zetasizer3000激光粒度仪测试所得浆料的粒径分布。

对以下实施例薄膜可见光区的透过率方法；用Hitachi Model U-4100测试分布图。

对以下实施例纳米氧化锡锑的性能测试方法：使用离心机测试浆料的稳定性。

实施例1

分别称取200g纳米ATO粉、16g斯洛柯公司生产的聚丙烯酸铵盐类分散剂-Silok-7086、800g甲苯。首先将甲苯倒入3L预分散罐中，调节预分散机的转速至100r/min，将分散剂缓慢加入到预分散罐内；待甲苯与分散剂混和均匀后，将纳米ATO粉体加入到预分散罐中，加料结束后将预分散机的转速调至150r/min；保持此转速，预分散0.2小时。然后将预分散罐阀门打开让分散液循环到离心砂磨机(砂磨介质规格为0.1mm的氧化锆珠)中，调节砂磨机转速至1800r/min，分散1小时，出料。得到固含量为20％，图1为制得的分散液激光粒度测试粒径分布图，由图1可知，该分散液的平均粒径为39.7nm。分散液在室温下放置6个月未见有明显沉淀。

实施例2

分别称取2400g纳米ATO粉、64g斯洛柯公司生产的聚丙烯酸铵盐类分散剂-Silok-7086、600g甲苯。首先将甲苯倒入3L预分散罐中，调节预分散机的转速至50r/min，将分散剂缓慢加入到预分散罐内；待甲苯与分散剂混和均匀后，将纳米ATO粉体加入到预分散罐中，加料结束后将预分散机的转速调至200r/min；保持此转速，预分散0.5小时。然后将预分散罐阀门打开让浆料循环到离心砂磨机(砂磨介质规格为0.1mm的氧化锆珠)中，调节砂磨机转速至1800r/min，分散2小时，出料。得到固含量为80％，经测试该分散液的平均粒径为39.7nm，分散液在室温下放置6个月未见有明显沉淀。

实施例3

分别称取200g纳米ATO粉体、18g斯洛柯公司生产的聚丙烯酸铵盐类分散剂-Silok-7050、800g乙醇。首先将乙醇倒入3L预分散罐中，调节预分散机的转速至100r/min，将分散剂缓慢加入到预分散罐内；待乙醇和分散剂混和均匀后，将纳米AT0粉加入到预分散罐中，加料结束后将预分散机的转速调至200r/min；保持此转速，预分散0.2小时。然后将预分散罐阀门打开让分散液循环到离心砂磨机(砂磨介质为规格0.1mm氧化锆珠)中，调节砂磨机转速至2000r/min，分散1小时，出料。得到固含量为20％的纳米ATO分散液，经测试该浆料组合物的平均粒径为40nm，分散液在室温下放置6个月未见有明显沉淀。

实施例4

分别称取2100g纳米ATO粉、189g斯洛柯公司生产的聚丙烯酸铵盐类分散剂-Si lok-7050、900g乙醇首先将乙醇倒入3L预分散罐中，调节预分散机的转速至50r/min，将分散剂缓慢加入到预分散罐内；待乙醇和分散剂混和均匀后，将纳米ATO粉加入到预分散罐中，加料结束后将预分散机的转速调至200r/min；保持此转速，预分散0.5小时。然后将预分散罐阀门打开循环到砂磨机(砂磨介质为规格0.1氧化锆珠)中，调节砂磨机转速至2000r/min，分散2小时，出料。得到固含量为70％的纳米AT0分散液，经测试该浆料的平均粒径为40nm以下，浆料在室温下放置6个月未见有明显沉淀。

实施例5

分别称取400g纳米ATO粉、18g斯洛柯公司生产的聚丙烯酸铵盐类分散剂-Silok-7086、600g乙醇。首先将乙醇倒入3L预分散罐中，调节预分散机的转速至150r/min，将分散剂缓慢加入到预分散罐内；待乙醇和分散剂混和均匀后，将纳米AT0粉加入到预分散罐中，加料结束后将预分散机的转速调至150r/min；保持此转速，预分散0.3小时。然后将预分散罐阀门打开循环到砂磨机(砂磨介质为规格0.1氧化锆珠)中，调节砂磨机转速至1900r/min，分散1.5小时，出料。得到固含量为40％的纳米ATO分散液，经测试该浆料的平均粒径为40nm以下，浆料在室温下放置6个月未见有明显沉淀。

取4重量份该固含量为40％的ATO分散液，加入5重量份丙烯酸树脂、1重量份固化剂混合，用该涂料进行涂膜实验制备成20um的薄膜(具体方法见CN103122155A)测得可见光区的透过率，如图2所示。由图2可知，本实施例制备的分散液粒度小，可见光高，稳定性好。

对比例1

分别称取200g纳米ATO粉、16g分散剂KH560，800g乙二醇。首先将乙二醇倒入3L预分散罐中，调节预分散机的转速至100r/min，将分散剂缓慢加入到预分散罐内；待乙二醇与分散剂混和均匀后，将纳米ATO粉体加入到预分散罐中，加料结束后将预分散机的转速调至150r/min；保持此转速，预分散0.2小时。然后将预分散罐阀门打开让分散液循环到离心砂磨机(砂磨介质规格为0.1mm的氧化锆珠)中，调节砂磨机转速至1800r/min，分散1小时，出粒。得到固含量为20％，经测试该分散液的平均粒径为120nm，分散液在室温下放置3个月出现有轻微沉淀。

对比例2

分别称取200g纳米ATO粉、16g分散剂KH550，800g异丙醇。首先将异丙醇倒入3L预分散罐中，调节预分散机的转速至100r/min，将分散剂缓慢加入到预分散罐内；待异丙醇与分散剂混和均匀后，将纳米ATO粉体加入到预分散罐中，加料结束后将预分散机的转速调至150r/min；保持此转速，预分散0.2小时。然后将预分散罐阀门打开让分散液循环到离心砂磨机(砂磨介质规格为0.1mm的氧化锆珠)中，调节砂磨机转速至1800r/min，分散1小时，出粒。得到固含量为20％，经测试该分散液的平均粒径为200nm，分散液在室温下放置2个月出现轻微沉淀。

对比例3

分别称取2100g纳米ATO粉体、189g分散剂KH570、900g乙二醇。首先将乙二醇倒入3L预分散罐中，调节预分散机的转速至50r/min，将分散剂缓慢加入到预分散罐内；待乙二醇和分散剂混和均匀后，将纳米ATO粉加入到预分散罐中，加料结束后将预分散机的转速调至200r/min；保持此转速，预分散0.5小时。然后将预分散罐阀门打开让分散液循环到离心砂磨机(砂磨介质为规格0.1mm氧化锆珠)中，调节砂磨机转速至2000r/min，分散2小时，出料。得到固含量为70％的纳米ATO分散液，经测试该浆料组合物的平均粒径为150nm，分散液在室温下放置3个月出现有轻微沉淀。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，所述纳米氧化锡锑粉体、分散剂、分散介质的重量比为(11.1～37.5)∶1∶(4.76～50)。

3.根据权利要求2所述的纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐类分散剂。

4.根据权利要求2所述的纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，所述分散介质为甲苯或乙醇。

5.根据权利要求4所述的纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，所述分散介质为甲苯时，所述纳米氧化锡锑粉体、分散剂、甲苯的重量比为(12.5～37.5)∶1∶(9.4～50)。

6.根据权利要求4所述的纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，所述分散介质为乙醇时；所述纳米氧化锡锑粉体、分散剂、乙醇的重量比为11.1∶1∶(4.76～44.44)。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述高速搅拌的速度为50r/min～200r/min，预分散时间为0.2～0.5小时。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述循环离心砂磨机转速范围为1800r/min～2000r/min，循环砂磨时间为1～2小时。

9.根据权利要求8所述的纳米氧化锡锑油性分散液的制备方法，其特征在于，所述循环离心砂磨机所用砂磨介质是规格为0.1～0.3r/min的氧化锆珠。