CN110835119A - 一种改性纳米二氧化钛及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种改性纳米二氧化钛及其制备方法，属于粉体材料加工技术领域，本发明提供的改性纳米二氧化钛的制备方法包括：将纳米二氧化钛分散于第一溶剂中，获得分散液；将含氢硅油与所述分散液混合并反应，获得第一反应物，过滤所述第一反应物，取固体，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛；将聚乙二醇衍生物进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，获得聚乙二醇衍生物溶液；将所述表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛和所述聚乙二醇衍生物溶液混合并反应，获得第二反应物，过滤所述第二反应物，取固体，获得改性纳米二氧化钛。

Description

一种改性纳米二氧化钛及其制备方法

技术领域

本发明属于粉体材料加工技术领域，具体涉及一种改性纳米二氧化钛及其制备方法。

背景技术

由于白色纳米二氧化钛具有优异的抗紫外线性能、耐化学腐蚀性、热稳定性、耐光热性能、光催化性，因此被广泛应用于涂料、塑料、橡胶、造纸、化妆品等行业，同时还可以应用于太阳能电池、光催化剂、紫外线屏蔽剂等领域。

然而纳米二氧化钛的分散性不能满足现有需求，为了提高纳米二氧化钛的分散性，常用的方法是使用聚丙烯酸类(PAA)分散剂，但是分散剂的高分子量会导致二氧化钛分散体系的粘度大幅度提高同时粒子之间产生絮凝团聚。另一种方法就是对二氧化钛表面进行改性处理，目前商用钛白粉的改性处理是在二氧化钛表面包覆硅铝酸盐层，减少了粒子间的团聚作用同时粒子的分散性有所提升，但是实际应用中仍需添加分散剂，体系的粘度也较高。

对于低粘度体系(10cP左右)，纳米二氧化钛存在分散性不足的技术问题，本领域亟需研发一种通用、简便的方法对纳米二氧化钛进行表面改性，提高其在低粘度体系(醇、醚、水、水性混合溶剂)中的分散性。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的改性纳米二氧化钛及其制备方法。

本发明实施例提供一种改性纳米二氧化钛的制备方法，包括：

将纳米二氧化钛分散于第一溶剂中，获得分散液；

将含氢硅油与所述分散液混合并反应，获得第一反应物；

过滤所述第一反应物，取固体，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛；

将聚乙二醇衍生物进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，获得聚乙二醇衍生物溶液；

将所述表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛和所述聚乙二醇衍生物溶液混合并反应，获得第二反应物；

过滤所述第二反应物，取固体，获得改性纳米二氧化钛。

可选的，所述纳米二氧化钛、所述含氢硅油和所述聚乙二醇衍生物的摩尔比为1562.5∶1-5∶3-15。

可选的，所述将纳米二氧化钛分散于第一溶剂中，获得分散液，包括：

将纳米二氧化钛、分散剂和有机碱分散于第一溶剂中，在500-2500r/min转速下搅拌1-2h，获得分散液。

可选的，所述有机碱包括如下一种：三乙胺、氨甲基丙醇。

可选的，所述分散液的pH值为10-11。

可选的，所述纳米二氧化钛粒径为1-500nm，优选地，所述粒径为200-300nm，更优选地，所述粒径为220-280nm。

可选的，所述将含氢硅油与所述分散液混合并反应，获得第一反应物，包括：

将含氢硅油逐滴加入所述分散液中，在200-500r/min转速下搅拌反应12-24h，获得第一反应物；

所述过滤所述第一反应物，取固体，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛，包括：

过滤所述第一反应物，取固体，将所述固体依次进行洗涤、真空干燥和研磨，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛。

可选的，所述将聚乙二醇衍生物进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，获得聚乙二醇衍生物溶液，包括：

在无水环境中，将聚乙二醇衍生物在80-100℃温度和200-800r/min转速下搅拌2-4h进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，并在200-800r/min转速下搅拌30-60min，获得聚乙二醇衍生物溶液。

可选的，所述将所述表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛和所述聚乙二醇衍生物溶液混合并反应，获得第二反应物，包括：

在1-2h时间内，将所述表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛逐步加入所述聚乙二醇衍生物溶液中混合，混合后在400-800r/min转速下搅拌1-3h，搅拌后加入卡斯特催化剂，并升温至100-120℃，在所述100-120℃温度和800-1000r/min转速下搅拌反应12-24h，获得第二反应物；

所述过滤所述第二反应物，取固体，获得改性纳米二氧化钛，包括：

过滤所述第二反应物，取固体，将所述固体依次进行洗涤和干燥，获得改性纳米二氧化钛。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种改性纳米二氧化钛，由上述方法制备得到。

本实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本发明实施例提供的改性纳米二氧化钛的制备方法，经该方法处理后，二氧化钛在低粘度溶剂体系及含水体系中具有优异的单分散性能，在长期保存时二氧化钛粒子不发生团聚，很容易达到再分散。

2、本发明实施例提供的改性纳米二氧化钛的制备方法，经该方法处理后，二氧化钛在低粘度溶剂体系及含水体系中不需要外加分散剂就可以获得很好的稳定性，长期放置后仅有少量沉淀。

3、本发明实施例提供的改性纳米二氧化钛的制备方法，经该方法处理后，二氧化钛的紫外吸收能力提高了，具有更好的耐紫外性能。

4、本发明实施例提供的改性纳米二氧化钛的制备方法，工艺简单，原料价格低，有利于工业化生产。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例中改性纳米二氧化钛制备方法的流程图；

图2是本发明实施例1中的改性纳米二氧化钛和未经改性纳米二氧化钛在三乙二醇单丁醚中分散并放置60天后的对比图片。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

还需要说明的是，本发明中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

同时，本发明中的术语“第一”、“第二”等，不表示任何顺序或次数，可将这些单词解释为名称。

本方面实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

参照图1，本发明实施例提供一种改性纳米二氧化钛的制备方法，包括：

将纳米二氧化钛分散于第一溶剂中，获得分散液；

将含氢硅油与所述分散液混合并反应，获得第一反应物；

过滤所述第一反应物，取固体，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛；

将聚乙二醇衍生物进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，获得聚乙二醇衍生物溶液；

将所述表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛和所述聚乙二醇衍生物溶液混合并反应，获得第二反应物；

过滤所述第二反应物，取固体，获得改性纳米二氧化钛。

首先将含氢硅油进行水解，使其与二氧化钛表面的羟基反应产生共价接枝，在二氧化钛表面包覆疏水的聚硅氧烷层；接着在无水条件下，利用卡斯特催化剂将聚乙二醇衍生物的不饱和C＝C双链与二氧化钛表面包覆的疏水聚硅氧烷上活泼Si-H键进行硅氢加成反应，得到具有高分散性的改性纳米二氧化钛。

在本实施例中，改性二氧化钛的优异的分散性主要是通过疏水-亲水结构层来实现的，在低粘度醇醚溶剂体系中，溶剂的非极性端吸附在疏水层上，另一端极性基团顺着亲水的聚乙二醇衍生物链排列形成规则的吸附层从而提升了二氧化钛在体系中的分散性；在水性体系中，由于聚硅氧烷的疏水作用，亲水的聚乙二醇衍生物链与水分子形成氢键在二氧化钛外层提供了规则的水吸附层，提高了二氧化钛在体系中的分散性。

在一些可选的实施例中，所述纳米二氧化钛、所述含氢硅油和所述聚乙二醇衍生物的摩尔比为1562.5∶1-5∶3-15。

为了提高二氧化钛的分散性能，所述的摩尔比应优选在上述范围内，若含氢硅油及聚乙二醇衍生物的使用量过小，则改性后的二氧化钛无法得到最好的分散性能；若含氢硅油及聚乙二醇衍生物的使用量过高，过多的含氢硅油及聚乙二醇衍生物无法更多提升改性后二氧化钛的分散性能，浪费了原材料并提高了成本。

在一些可选的实施例中，所述将纳米二氧化钛分散于第一溶剂中，获得分散液，包括：

将纳米二氧化钛、分散剂和有机碱分散于第一溶剂中，在500-2500r/min转速下搅拌1-2h，获得分散液。

将含氢硅油在碱性条件下水解，可使水解更充分，为了提高反应效率，所述的转速与搅拌时间应优选在上述范围内，若搅拌转速过小，则未改性的二氧化钛在第一溶剂中无法分散均匀，导致含氢硅油无法在二氧化钛表面进行均匀接枝；若搅拌转速过大，则分散液易飞溅同时产生大量泡沫，产生浪费与污染。若搅拌时间过小，则未改性的二氧化钛在第一溶剂中无法分散均匀，导致含氢硅油无法在二氧化钛表面进行均匀接枝；若搅拌时间过大，则分散液中的有机碱会产生挥发，导致含氢硅油无法在二氧化钛表面进行有效接枝。

本实施例中，第一溶剂为可让纳米二氧化钛进行分散的任意溶剂，包括但不限于如下一种：水；第一溶剂的质量为所述纳米二氧化钛质量的至少两倍。

本实施例中，分散剂是用于促进纳米二氧化钛在第一溶剂中的分散效果，包括但不限于如下一种：TAMOL 1124、OROTAN CA-2500V。

本实施例中，有机碱包括如下两方面的作用：催化剂和调节pH值。

在一些可选的实施例中，所述有机碱包括如下一种：三乙胺、氨甲基丙醇。

所述有机碱能催化含氢硅油在二氧化钛表面进行共价接枝，并且在高剪切条件下依旧能保持稳定。

在一些可选的实施例中，所述分散液的pH值为10-11。

在所述pH范围内含氢硅油能在二氧化钛表面进行稳定共价接枝，并且在高剪切条件下依旧能保持稳定。若pH过低，则含氢硅油无法在二氧化钛表面稳定接枝，在剪切条件下易脱去，且反应速率低下；若pH过高，则反应速率过高，接枝反应中快速释放氢气可能会产生危险。

在一些可选的实施例中，所述纳米二氧化钛粒径为1-500nm，优选地，所述粒径为200-300nm，更优选地，所述粒径为220-280nm。

在所述粒径范围内，颜料二氧化钛能达到最好的遮盖率及白度。若粒径过小，则二氧化钛的遮盖率及白度不够，无法用作颜料；若粒径过大，二氧化钛的白度不足，同时由于其大尺寸及大质量，即使经过改性处理，在低粘度体系中分散性能提升有限。

在一些可选的实施例中，所述将含氢硅油与所述分散液混合并反应，获得第一反应物，包括：

将含氢硅油逐滴加入所述分散液中，在200-500r/min转速下搅拌反应12-24h，获得第一反应物；

所述过滤所述第一反应物，取固体，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛，包括：

过滤所述第一反应物，取固体，将所述固体依次进行洗涤、真空干燥和研磨，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛。

为了提高反应效率，所述的转速与反应时间应优选在上述范围内，若搅拌转速过小，则含氢硅油无法在分散液中均匀分散，导致无法在二氧化钛表面进行均匀接枝；若搅拌转速过大，则反应体系易产生大量泡沫，导致含氢硅油附着于反应容器上，脱离反应体系，产生浪费同时降低了反应效率。若反应时间过小，二氧化钛表面反应位点尚未完全反应完，则改性后的二氧化钛无法得到最好的分散性能；若反应时间过大，浪费时间降低了反应效率，同时反应体系中过量的含氢硅油继续反应产生交联，体系中出现难以除去的团聚物。

本实施例中，含氢硅油的数均分子量为1700-3200g/mol，包括但不限于如下一种：聚甲基氢硅氧烷PMHS。

本实施例中，洗涤的目的是为了清洗干净固体，包括但不限于如下步骤：

将固体分散于水中，通过离心获得第一固体；

将所述第一固体分散于丙酮中，通过离心获得第二固体；

重复上述步骤至少两次后，用已烷清洗至少1次。

本实施例中，真空干燥温度为80-120℃，真空干燥时间为12-24h。

本实施例中，研磨至粒度≤300nm。

在一些可选的实施例中，所述将聚乙二醇衍生物进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，获得聚乙二醇衍生物溶液，包括：

在无水环境中，将聚乙二醇衍生物在80-100℃温度和200-800r/min转速下搅拌2-4h进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，并在200-800r/min转速下搅拌30-60min，获得聚乙二醇衍生物溶液。

在无水环境中，将聚乙二醇衍生物在80-100℃温度和200-800r/min转速下搅拌2-4h是为了对聚乙二醇衍生物进行充分的除水，在该温度下聚乙二醇衍生物不发生分解，同时高速搅拌使得聚乙二醇衍生物均匀受热，产生的水蒸气被氮气吹离反应容器。

本实施例中，无水环境包括但不限于：通过通入氮气、二氧化碳等气体形成的隔绝空气的环境。

将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，并在200-800r/min转速下搅拌30-60min，是为了使得聚乙二醇衍生物在第二溶剂中均匀分散，有利于后续反应中聚乙二醇衍生物在二氧化钛表面的均匀接枝。若搅拌转速过小，则聚乙二醇衍生物不易在第二溶剂中分散均匀，影响后续反应中其在二氧化钛表面接枝的均匀性；若搅拌转速过大，分散液飞溅产生浪费。若搅拌时间过小，聚乙二醇衍生物不易在第二溶剂中分散均匀，影响后续反应中其在二氧化钛表面接枝的均匀性；若搅拌时间过大，浪费时间，降低了反应效率。

本实施例中，第二溶剂包括但不限于如下一种：异丙醇、丙酮、甲苯；第二溶剂的质量为：所添加表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛质量的至少五倍。

本实施例中，聚乙二醇衍生物的数均分子量为500-2400g/mol，包括但不限于如下一种：烯丙基聚氧乙烯醚APEG。

在一些可选的实施例中，所述将所述表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛和所述聚乙二醇衍生物溶液混合并反应，获得第二反应物，包括：

在1-2h时间内，将所述表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛逐步加入所述聚乙二醇衍生物溶液中混合，混合后在400-800r/min转速下搅拌1-3h，搅拌后加入卡斯特催化剂，并升温至100-120℃，在所述100-120℃温度和800-1000r/min转速下搅拌反应12-24h，获得第二反应物；

所述过滤所述第二反应物，取固体，获得改性纳米二氧化钛，包括：

过滤所述第二反应物，取固体，将所述固体依次进行洗涤和干燥，获得改性纳米二氧化钛。

在1-2h时间内，将所述表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛逐步加入所述聚乙二醇衍生物溶液中混合，原因在于：逐步加入表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛有利于其在溶液中分散均匀并与聚乙二醇衍生物充分接触。

混合后在400-800r/min转速下搅拌1-3h，搅拌后加入卡斯特催化剂，并升温至100-120℃，在所述100-120℃温度和800-1000r/min转速下搅拌反应12-24h，原因在于：混合后逐步提高转速，使表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛在溶液中分散均匀并与聚乙二醇衍生物充分接触。转速过小则不利于其在溶液中的均匀分散；转速过大则未分散完全的表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛附着于反应容器壁上，脱离反应体系，产生浪费。反应过程中保持转速为800-1000r/min，确保反应过程中表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛与聚乙二醇衍生物能充分反应。转速过小，不利于表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛在反应体系中的均匀分散，同时第二溶剂可能会产生局部沸腾；转速过大则反应装置易发生颤动产生危险。

本实施例中，洗涤的目的是为了清洗干净固体，包括但不限于如下步骤：

将固体分散于异丙醇中，通过离心获得第一固体；

将所述第一固体分散于水中，通过离心获得第二固体；

将所述第二固体分散于丙酮中，通过离心获得第三固体；

重复上述步骤至少两次。

本实施例中，干燥温度为80-120℃，干燥时间为12-24h。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种改性纳米二氧化钛，由上述方法制备得到。

本发明实施例提供的改性纳米二氧化钛粒径为220-280nm，且具备如下性能：

在低粘度体系10cP左右中，如醇、醚、水、水性混合溶剂中，无需外加添加剂就可以得到单分散的分散液，并且在至少60天内保持稳定不团聚，沉淀较少，沉淀可以通过简单的晃动或震荡进行消除。

下面将结合实施例和实验数据，对本发明实施例提供的改性纳米二氧化钛及其制备方法进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种改性纳米二氧化钛的制备方法，包括：

S1、将250g粒径中值为250nm的纳米二氧化钛分散于500mL水中，并加入2.5mLTAMOL 1124和2.5mL三乙胺，室温下在500r/min转速下搅拌1h，获得pH为10-11的分散液；

S2、将20mL的聚甲基氢硅氧烷PMHS，数均分子量为1700-3200g/mol逐滴加入所述分散液中，室温下在500r/min转速下搅拌反应14h，获得第一反应物；

S3、将悬浮液离心，通过倾析上清液分离固体，取固体，将固体分散于水中，通过离心获得第一固体，然后将所述第一固体分散于丙酮中，通过离心获得第二固体，重复上述步骤三次后，再用己烷清洗2次，将洗涤后的固体依次进行真空干燥和研磨，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛，其中，真空干燥温度为90℃，真空干燥时间为12h，研磨至固体粒径≤300nm

S4、在持续通入氮气的氛围中，将0.004mol烯丙基聚氧乙烯醚APEG，数均分子量为500g/mol在100℃温度和600r/min转速下搅拌4h进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于500ml异丙醇中，并在600r/min转速下搅拌60min，获得烯丙基聚氧乙烯醚溶液；

S5、在2h内，将S3中的100g表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛逐步加入S4中的烯丙基聚氧乙烯醚溶液中混合，混合后在600r/min转速下搅拌2h，搅拌后加入适量卡斯特催化剂，并升温至100℃，在100℃温度和800r/min转速下搅拌反应24h，获得第二反应物；

S6、过滤所述第二反应物，取固体，将固体分散于异丙醇中，通过离心获得第一固体，将所述第一固体分散于水中，通过离心获得第二固体，将所述第二固体分散于丙酮中，通过离心获得第三固体，重复上述步骤至少两次；将洗涤后的固体在80℃下干燥12h，获得改性纳米二氧化钛。

实施例2

本实施例提供一种改性纳米二氧化钛的制备方法，包括：

S1、将250g粒径中值为200nm的纳米二氧化钛分散于500mL水中，并加入2.5mLTAMOL 1124分散剂和2.5mL氨甲基丙醇，室温下在500r/min转速下搅拌1h，获得pH为10-11的分散液；

S2、将5mL的聚甲基氢硅氧烷数均分子量为1700-3200g/mol逐滴加入所述分散液中，室温下在200r/min转速下搅拌反应12h，获得第一反应物；

S3、将悬浮液离心，通过倾析上清液分离固体，取固体，将固体分散于水中，通过离心获得第一固体，然后将所述第一固体分散于丙酮中，通过离心获得第二固体，重复上述步骤两次后，再用己烷清洗1次，将洗涤后的固体依次进行真空干燥和研磨，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛，其中，真空干燥温度为80℃，真空干燥时间为12h，研磨至固体粒径≤300nm。

S4、在持续通入氮气的氛围中，将0.002mol烯丙基聚氧乙烯醚数均分子量为500g/mol在80℃温度和200r/min转速下搅拌2h进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于500ml异丙醇中，并在200r/min转速下搅拌30min，获得烯丙基聚氧乙烯醚溶液；

S5、在2h内，将S3中的100g表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛逐步加入S4中的烯丙基聚氧乙烯醚溶液中混合，混合后在400r/min转速下搅拌1h，搅拌后加入适量卡斯特催化剂，并升温至100℃，在100℃温度和800r/min转速下搅拌反应12h，获得第二反应物；

S6、过滤所述第二反应物，取固体，将固体分散于异丙醇中，通过离心获得第一固体，将所述第一固体分散于水中，通过离心获得第二固体，将所述第二固体分散于丙酮中，通过离心获得第三固体，重复上述步骤至少两次；将洗涤后的固体在80℃下干燥12h，获得改性纳米二氧化钛。

实施例3

本实施例提供一种改性纳米二氧化钛的制备方法，包括：

S1、将250g粒径中值为300nm的纳米二氧化钛分散于500mL水中，并加入2.5mLTAMOL 1124分散剂和2.5mL三乙胺，室温下在2500r/min转速下搅拌2h，获得pH为10-11的分散液；

S2、将25mL的聚甲基氢硅氧烷数均分子量为1700-3200g/mol逐滴加入所述分散液中，室温下在500r/min转速下搅拌反应24h，获得第一反应物；

S3、将悬浮液离心，通过倾析上清液分离固体，取固体，将固体分散于水中，通过离心获得第一固体，然后将所述第一固体分散于丙酮中，通过离心获得第二固体，重复上述步骤四次后，再用己烷清洗3次，将洗涤后的固体依次进行真空干燥和研磨，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛，其中，真空干燥温度为100℃，真空干燥时间为24h，研磨至固体粒径≤300nm

S4、在持续通入氮气的氛围中，将0.01mol烯丙基聚氧乙烯醚数均分子量为2400g/mol在100℃温度和800r/min转速下搅拌4h进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于500ml异丙醇中，并在800r/min转速下搅拌60min，获得烯丙基聚氧乙烯醚溶液；

S5、在2h内，将S3中的100g表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛逐步加入S4中的烯丙基聚氧乙烯醚溶液中混合，混合后在800r/min转速下搅拌3h，搅拌后加入适量卡斯特催化剂，并升温至120℃，在120℃温度和1000r/min转速下搅拌反应24h，获得第二反应物；

S6、过滤所述第二反应物，取固体，将固体分散于异丙醇中，通过离心获得第一固体，将所述第一固体分散于水中，通过离心获得第二固体，将所述第二固体分散于丙酮中，通过离心获得第三固体，重复上述步骤至少两次；将洗涤后的固体在80℃下干燥12h，获得改性纳米二氧化钛。

实验例1

以现有的纳米二氧化钛生产公司：DuPont，型号：R706为对比例1，对实施例1-3制得的改性纳米二氧化钛和对比例1的纳米二氧化钛，在低粘度体系醇、醚、水、水性混合溶剂中的分散性能进行测试，测试结果如表1所示。

表1

	醇中分散性能	醚中分散性能	水中分散性能	水性混合溶剂中分散性能
					实施例1	稳定，无团聚	稳定，无团聚	稳定，无团聚	稳定，无团聚
实施例2	稳定，无团聚	稳定，无团聚	稳定，无团聚	稳定，无团聚
					实施例3	稳定，无团聚	稳定，无团聚	稳定，无团聚	稳定，无团聚
对比例1	快速沉淀	快速沉淀	快速沉淀	快速沉淀

从表1可以看出，经本方法处理后，二氧化钛在低粘度溶剂体系及含水体系中具有优异的分散性能。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，包括：

将纳米二氧化钛分散于第一溶剂中，获得分散液；

将含氢硅油与所述分散液混合并反应，获得第一反应物；

过滤所述第一反应物，取固体，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛；

将聚乙二醇衍生物进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，获得聚乙二醇衍生物溶液；

将所述表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛和所述聚乙二醇衍生物溶液混合并反应，获得第二反应物；

过滤所述第二反应物，取固体，获得改性纳米二氧化钛。

2.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛、所述含氢硅油和所述聚乙二醇衍生物的摩尔比为1562.5∶1-5∶3-15。

3.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述将纳米二氧化钛分散于第一溶剂中，获得分散液，包括：

将纳米二氧化钛、分散剂和有机碱分散于第一溶剂中，在500-2500r/min转速下搅拌1-2h，获得分散液。

4.根据权利要求3所述的一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述有机碱包括如下一种：三乙胺、氨甲基丙醇。

5.根据权利要求1或3所述的一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述分散液的pH值为10-11。

6.根据权利要求1或3所述的一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛粒径为1-500nm，优选地，所述粒径为200-300nm，更优选地，所述粒径为220-280nm。

7.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述将含氢硅油与所述分散液混合并反应，获得第一反应物，包括：

将含氢硅油逐滴加入所述分散液中，在200-500r/min转速下搅拌反应12-24h，获得第一反应物；

所述过滤所述第一反应物，取固体，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛，包括：

过滤所述第一反应物，取固体，将所述固体依次进行洗涤、真空干燥和研磨，获得表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛。

8.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述将聚乙二醇衍生物进行除水，并将所述除氧后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，获得聚乙二醇衍生物溶液，包括：

在无水环境中，将聚乙二醇衍生物在80-100℃温度和200-800r/min转速下搅拌2-4h进行除水，并将所述除水后的聚乙二醇衍生物溶于第二溶剂中，并在200-800r/min转速下搅拌30-60min，获得聚乙二醇衍生物溶液。

9.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述将所述表面接枝聚硅氧烷的纳米二氧化钛和所述聚乙二醇衍生物溶液混合并反应，获得第二反应物，包括：

在1-2h时间内，将所述表面接枝聚硅氧烷纳米二氧化钛逐步加入所述聚乙二醇衍生物溶液中混合，混合后在400-800r/min转速下搅拌1-3h，搅拌后加入卡斯特催化剂，并升温至100-120℃，在所述100-120℃温度和800-1000r/min转速下搅拌反应12-24h，获得第二反应物；

所述过滤所述第二反应物，取固体，获得改性纳米二氧化钛，包括：

过滤所述第二反应物，取固体，将所述固体依次进行洗涤和干燥，获得改性纳米二氧化钛。

10.一种改性纳米二氧化钛，其特征在于，由如权利要求1-9任一项所述的方法制备得到。

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