CN110856820A - 一种纳米二氧化钛分散乳液及制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种纳米二氧化钛分散乳液及制作工艺。该方法使用聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、六偏磷酸钠作为分散剂，合理配比，在高速分散机上预分散后，再通过纳米研磨机上研磨一定时间即可得到稳定的纳米二氧化钛分散乳液。该方法制得的纳米二氧化钛分散液有以下特点：固含量可调、溶液高度稳定、PH中性、分散剂无毒易得、D90粒径低于80nm、光催化效果极佳、极易规模化生产，可用于多种领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米二氧化钛分散乳液及制作工艺，属于纳米材料后处理技术。
背景技术
纳米二氧化钛具有光吸收性能和热传导性能好、催化性强，还有很强的屏蔽紫外线能力和优异的透明性，被广泛运用在橡胶、涂料、化妆品、光催化等行业。纳米二氧化钛的优异性能很大程度上取决于粒径的大小，但是目前市售的普通纳米二氧化钛粉体都会产生二次团聚，一般导致团聚的原因有三点：1)在大气环境下都有一层羟基，表面羟基层的出现减少了表面的静电排斥作用，产生了范德华力和氢键，使分体检的排斥力变为吸引力，导致团聚。 2)纳米粉体间的化学反应，随着温度变化与水分的蒸发，在表面易发生化学反应，生成氧桥、盐桥或有机桥等键合聚集体，即硬团聚体，这种反应往往是不可逆的。3)纳米粉体的低温烧结：团聚的形成导致二氧化钛最终应用时失去颗粒应有的物性和功能，在纳米二氧化钛作为光触媒最终应用时，需要将团聚再次分散，制成水性体系分散液，作为光触媒使用时，需要粒径小，长期稳定性高。常规的湿法研磨会添加高含量分散剂，PH无法达到中性，粒径不够小。如申请号为CN201110428768.5《一种提高钛白粉湿法研磨效率的分散剂及分散工艺》，虽然研磨成品分散效果好，所研磨成品粒径只能达到0.20-0.23um，分散剂用量高，PH 碱性，限制了分散液的使用范围。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种纳米二氧化钛分散乳液及制作工艺。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种纳米二氧化钛分散乳液，所述纳米二氧化钛乳液包括纳米二氧化钛、分散剂和水，所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、六偏磷酸钠。
优选地，所述聚丙烯酸钠分子量为2000～5000。
优选地，分散剂聚丙烯酸钠与纳米二氧化钛粉体质量比为5％～15％；分散剂聚丙烯酸与纳米二氧化钛粉体质量比为1％～5％；分散剂六偏磷酸钠与纳米二氧化钛粉体质量比为 10％～25％。
优选地，所述纳米二氧化钛分散乳液的PH值为6～8。
本发明还揭示了一种纳米二氧化钛分散乳液制作工艺，先将分散剂溶于水中，再加入纳米二氧化钛粉体在高速分散机上以3000r/min速度预分散5～15分钟，然后将预分散好的分散液再在纳米研磨机上研磨4～8小时，得到纳米二氧化钛分散乳液。
优选地，所述分散剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠，依次将聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠溶于水中。
优选地，所述纳米研磨机的转速为2000～2500r/min。
优选地，研磨后的纳米二氧化钛分散乳液可用于光催化，且纳米二氧化钛分散乳液的 D90的粒径小于80nm。
本发明技术方案的优点主要体现在：本发明主要采用润湿分散剂和高分子位阻分散剂配合研磨的方法进行分散。润湿分散剂充分润湿纳米二氧化钛粉体，降低粉体表面张力，改善固液界面相容性，使粉体获得较好的分散。使用纳米研磨机高速研磨，增加润湿分散剂的渗透作用，将团聚打开的更彻底，从而使小颗粒分散在液体介质中，加入了位阻分散剂阻止了重新团聚。
该方法制得的纳米二氧化钛分散乳液，粒径低、分散剂用量少、稳定性好、光催化效果好，便于规模生产。
具体实施方式
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
本发明揭示了一种纳米二氧化钛分散乳液及制作工艺，具体地，一种纳米二氧化钛分散乳液，所述纳米二氧化钛乳液包括纳米二氧化钛、分散剂和水，所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、六偏磷酸钠。所述聚丙烯酸钠分子量为2000～5000。分散剂聚丙烯酸钠与纳米二氧化钛粉体质量比为5％～15％；分散剂聚丙烯酸与纳米二氧化钛粉体质量比为1％～5％；分散剂六偏磷酸钠与纳米二氧化钛粉体质量比为10％～25％，这个比例是按照粉体和分散剂的比例算的，其余为水。所述纳米二氧化钛分散乳液的PH值为6～8。
实施例1：
1、称取2g聚丙烯酸，2g聚丙烯酸钠(平均分子量4000)，8g六偏磷酸钠，充分溶解于156g 水中，加入20g纳米氧化锌粉体。
2、开启高速分散机，设置转速为3000r/min，预分散15min。
3、将上述溶液到纳米研磨机料罐中，设置研磨机转速2000r/min，研磨5小时，得到纳米氧化锌分散乳液。
4、经过粒径仪测试D90为68.5nm，光催化效果好。
实施例2：
1、称取2g聚丙烯酸，2g聚丙烯酸钠(平均分子量4000)，8g六偏磷酸钠，充分溶解于156g 水中，加入20g纳米氧化锌粉体。
2、开启高速分散机，设置转速为3000r/min，预分散15min。
3、将上述溶液到纳米研磨机料罐中，设置研磨机转速2000r/min，研磨8小时，得到纳米氧化锌分散乳液。
4、经过粒径仪测试D90为66.1nm，光催化效果好。
实施例3：
1、称取2g聚丙烯酸，2g聚丙烯酸钠(平均分子量4000)，8g六偏磷酸钠，充分溶解于156g 水中，加入20g纳米氧化锌粉体。
2、开启高速分散机，设置转速为3000r/min，预分散15min。
3、将上述溶液到纳米研磨机料罐中，设置研磨机转速2500r/min，研磨5小时，得到纳米氧化锌分散乳液。
4、经过粒径仪测试D90为65.7nm，光催化效果好。
实施例4：
1、称取2g聚丙烯酸，2g聚丙烯酸钠(平均分子量4000)，8g六偏磷酸钠，充分溶解于156g 水中，加入20g纳米氧化锌粉体。
2、开启高速分散机，设置转速为3000r/min，预分散15min。
3、将上述溶液到纳米研磨机料罐中，设置研磨机转速2000r/min，研磨4小时，得到纳米氧化锌分散乳液。
4、经过粒径仪测试D90为70.2nm，光催化效果好。
该方法制得的纳米二氧化钛分散液有以下特点：固含量可调、溶液高度稳定、PH中性、分散剂无毒易得、D90粒径低于80nm、光催化效果极佳、极易规模化生产，可用于多种领域。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种纳米二氧化钛分散乳液，其特征在于：所述纳米二氧化钛乳液包括纳米二氧化钛、分散剂和水，所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、六偏磷酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛分散乳液，其特征在于：所述聚丙烯酸钠分子量为2000～5000。
3.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛分散乳液，其特征在于：分散剂聚丙烯酸钠与纳米二氧化钛粉体质量比为5％～15％；分散剂聚丙烯酸与纳米二氧化钛粉体质量比为1％～5％；分散剂六偏磷酸钠与纳米二氧化钛粉体质量比为10％～25％。
4.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛分散乳液，其特征在于：所述纳米二氧化钛分散乳液的PH值为6～8。
5.一种纳米二氧化钛分散乳液制作工艺，其特征在于：先将分散剂溶于水中，再加入纳米二氧化钛粉体在高速分散机上以3000r/min速度预分散5～15分钟，然后将预分散好的分散液再在纳米研磨机上研磨4～8小时，得到纳米二氧化钛分散乳液。
6.根据权利要求5所述的一种纳米二氧化钛分散乳液制作工艺，其特征在于：所述分散剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠，依次将聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠溶于水中。
7.根据权利要求5所述的一种纳米二氧化钛分散乳液制作工艺，其特征在于：所述纳米研磨机的转速为2000～2500r/min。
8.根据权利要求5所述的一种纳米二氧化钛分散乳液制作工艺，其特征在于：研磨后的纳米二氧化钛分散乳液可用于光催化，且纳米二氧化钛分散乳液的D90的粒径小于80nm。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |