CN104151874B - 一种耐磨增强的改性纳米二氧化钛及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨增强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、硅微粉3-4、纳米碳化锆2.5-3、聚氨酯树脂4-6、等规聚丙烯4.5-5.5、石墨烯2-4、硬酯酸锌1-2、粉碎石榴皮2-3、还原铁粉2.5-3.5、改性二氧化硅2-3；本发明通过添加硅微粉、纳米碳化锆、聚氨酯树脂、石墨烯等高耐磨的物质与纳米二氧化钛相互配合，有效增强其耐磨性，通过高分子聚合物的相互融合，使得材料的强度得到进一步改善，本发明适合用作涂料、油墨、工程塑料、橡胶等原料。
Description
技术领域
本发明涉及工业填料领域，特别是一种耐磨增强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；二氧化钛纳米粒子表面含有羟基，极易吸附空气中的水分，呈现亲水性质，从而不易分散在有机相中，导致二氧化钛粒子与有机物之间存在严重的相分离现象。因此，在制备二氧化钛/聚合物纳米复合材料时，先要对纳米二氧化钛粒子进行表面改性，其目的就是降低纳米二氧化钛的表面能，改善二氧化钛的表面性质，降低粒子的表面极性。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耐磨增强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：
一种耐磨增强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、硅微粉3-4、纳米碳化锆2.5-3、聚氨酯树脂4-6、等规聚丙烯4.5-5.5、石墨烯2-4、硬酯酸锌1-2、粉碎石榴皮2-3、还原铁粉2.5-3.5、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、纳米玉石粉4-6、白刚玉粉5-7、硅烷偶联剂kh5601-2、纳米硫酸钡1-2、丙烯酸-2-羟基乙脂3-4、富马酸二甲酯3-5、环烷酸钴2-4、水50-60；制备方法是首先加入纳米二氧化硅、纳米玉石粉、硅烷偶联剂kh560、纳米硫酸钡、水搅拌均匀，然后加入白刚玉粉、丙烯酸-2-羟基乙脂、富马酸二甲酯，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。
本发明所述一种耐磨增强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、硅微粉、纳米碳化锆、石墨烯、粉碎石榴皮、还原铁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，粉碎研细，得混合粉末待用；
(2)将聚氨酯树脂放入混料桶中，升温至80-90℃之间，加入等规聚丙烯，继续升温至130-160℃，保温15-20分钟后倒出，进行喷雾干燥，得胶粉；
(3)将混合粉末与胶粉混合均匀，加入硬酯酸锌、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：本发明通过添加硅微粉、纳米碳化锆、聚氨酯树脂、石墨烯等高耐磨的物质与纳米二氧化钛相互配合，有效增强其耐磨性，通过高分子聚合物的相互融合，使得材料的强度得到进一步改善，本发明适合用作涂料、油墨、工程塑料、橡胶等原料。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种耐磨增强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、硅微粉3、纳米碳化锆2.5、聚氨酯树脂4、等规聚丙烯4.5、石墨烯2、硬酯酸锌1、粉碎石榴皮2、还原铁粉2.5、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、纳米玉石粉6、白刚玉粉5、硅烷偶联剂kh5601、纳米硫酸钡2、丙烯酸-2-羟基乙脂3、富马酸二甲酯3、环烷酸钴2、水50；制备方法是首先加入纳米二氧化硅、纳米玉石粉、硅烷偶联剂kh560、纳米硫酸钡、水搅拌均匀，然后加入白刚玉粉、丙烯酸-2-羟基乙脂、富马酸二甲酯，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。
本发明所述一种耐磨增强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、硅微粉、纳米碳化锆、石墨烯、粉碎石榴皮、还原铁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，粉碎研细，得混合粉末待用；
(2)将聚氨酯树脂放入混料桶中，升温至80-90℃之间，加入等规聚丙烯，继续升温至130-160℃，保温15-20分钟后倒出，进行喷雾干燥，得胶粉；
(3)将混合粉末与胶粉混合均匀，加入硬酯酸锌、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：
Claims (2)
1.一种耐磨增强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、硅微粉3-4、纳米碳化锆2.5-3、聚氨酯树脂4-6、等规聚丙烯4.5-5.5、石墨烯2-4、硬酯酸锌1-2、粉碎石榴皮2-3、还原铁粉2.5-3.5、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、纳米玉石粉4-6、白刚玉粉5-7、硅烷偶联剂kh560 1-2、纳米硫酸钡1-2、丙烯酸-2- 羟基乙酯3-4、富马酸二甲酯3-5、环烷酸钴2-4、水50-60；所述改性二氧化硅的制备方法是：首先加入二氧化硅、纳米玉石粉、硅烷偶联剂kh560、纳米硫酸钡、水搅拌均匀，然后加入白刚玉粉、丙烯酸-2- 羟基乙酯、富马酸二甲酯，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所述一种耐磨增强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、硅微粉、纳米碳化锆、石墨烯、粉碎石榴皮、还原铁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，粉碎研细，得混合粉末待用；
（2）将聚氨酯树脂放入混料桶中，升温至80-90℃之间，加入等规聚丙烯，继续升温至130-160℃，保温15-20分钟后倒出，进行喷雾干燥，得胶粉；
（3）将混合粉末与胶粉混合均匀，加入硬酯酸锌、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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