CN110857221A - 一种纳米氧化锌乳液及其制备方法 - 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

一种纳米氧化锌乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米氧化锌乳液及其制备方法，属于纳米材料后处理技术。
背景技术
纳米氧化锌(0.1～100nm)具有表面效应、小尺寸效应和量子效应，近年来发现其在催化、光学、磁性、力学等方面展现出许多特异功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值。
由于纳米氧化锌材料本身的极性和颗粒细微化，具有极大的比表面积和较高的比表面能，使之极其容易出现团聚。纳米氧化锌颗粒的团聚分为软团聚和硬团聚，软团聚是由于范德华力和库仑力所致，可通过溶剂分散或轻微机械力消除，硬团聚则是由于化学键力引起。
纳米氧化锌通常需要以乳液形式使用，由于团聚的原因，常需要使用一定的分散手段并且添加分散剂进行分散。常用分散方法为分散机分散、超声分散、湿法研磨。分散机分散和超声分散无法打开已团聚体，制成的乳液短时间内又会产生沉淀。湿法研磨可以充分的进行分散，工艺的不同达到的效果不一样，一般制成的乳液不能保持长时间的稳定性或者制成的乳液需要再次添加分散剂分散。如CN201610375110提供了一种纳米氧化锌湿法研磨工艺条件优化方法，虽然能得到较低粒径分散乳液，但乳液不能长期稳定，无法在不添加分散剂的条件下任意比例稀释。
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，提出一种纳米氧化锌乳液及其制备方法。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种纳米氧化锌乳液，所述纳米氧化锌乳液包括纳米氧化锌、分散剂和水，所述分散剂为聚丙烯酸钠和PEG。
优选地，所述纳米氧化锌乳液中所含分散剂分子量为：聚丙烯酸钠分子量为2000～20000、PEG分子量为8000～20000。
优选地，分散剂PEG与纳米氧化锌粉体的质量百分比为5％～25％。
优选地，分散剂聚丙烯酸钠与纳米氧化锌粉体的质量百分比为10％～40％。
优选地，所述纳米氧化锌乳液的固含量为10％～50％。
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，再加入纳米氧化锌粉体，在高速分散机上以3500r/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4～24小时，得到所述的纳米氧化锌乳液。
优选地，所述纳米研磨机的转速为2000～2500r/min。
优选地，研磨后纳米氧化锌的D90粒径小于100nm。
本发明技术方案的优点主要体现在：该方法使用聚丙烯酸钠和PEG作为分散剂，合理配比，先用高速度分散机预分散，再通过纳米研磨机在特定工艺条件下研磨一定时间即可得到稳定的纳米氧化锌乳液。该方法制得的纳米氧化锌乳液，纳米氧化锌粒径低、分散剂用量少、乳液稳定时间长、可以在不添加分散剂的条件进行分散并且能长时间稳定，便于规模化生产。
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氧化锌乳液及其制备方法。具体地，一种纳米氧化锌乳液，所述纳米氧化锌乳液包括纳米氧化锌、分散剂和水，所述分散剂为聚丙烯酸钠和PEG，PEG为聚乙二醇英文名polyethylene glycol的缩写。所述纳米氧化锌乳液中所含分散剂分子量为：聚丙烯酸钠分子量为2000～20000、PEG分子量为8000～20000。分散剂PEG与纳米氧化锌粉体的质量百分比为5％～25％。分散剂聚丙烯酸钠与纳米氧化锌粉体的质量百分比为10％～40％。所述纳米氧化锌乳液的固含量为10％～50％。
实施例1：
1、称取1gPEG8000，6g聚丙烯酸钠(平均分子量4000)，充分溶解于173g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3500r/min，预分散10min。
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、将上述乳液按照5倍、10倍、20倍进行稀释，均能稳定存在，经过粒径仪测试D90为 95.2nm。
实施例2：
1、称取1gPEG20000，6g聚丙烯酸钠(平均分子量8000)，充分溶解于173g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3500r/min，预分散10min。
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、将上述乳液按照5倍、10倍、20倍进行稀释，均能稳定存在，经过粒径仪测试D90为 93.6nm。
实施例3：
1、称取1gPEG8000，6g聚丙烯酸钠(平均分子量20000)，充分溶解于173g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3500r/min，预分散10min。
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12小时，得到纳米氧化锌分散乳液。
4、将上述乳液按照5倍、10倍、20倍进行稀释，均能稳定存在，经过粒径仪测试D90为 92.9nm。
实施例4：
1、称取1.5gPEG20000，10g聚丙烯酸钠(平均分子量20000)，充分溶解于158.5g水中，加入30g纳米氧化锌粉体。
2、开启高速分散机，设置转速为3500r/min，预分散10min。
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24小时，得到纳米氧化锌分散乳液。
4、将上述乳液按照5倍、10倍、20倍进行稀释，均能稳定存在，经过粒径仪测试D90为 97.0nm。
该方法使用聚丙烯酸钠和PEG作为分散剂，合理配比，先用高速度分散机预分散，再通过纳米研磨机在特定工艺条件下研磨一定时间即可得到稳定的纳米氧化锌乳液。该方法制得的纳米氧化锌乳液，纳米氧化锌粒径低、分散剂用量少、乳液稳定时间长、可以在不添加分散剂的条件进行分散并且能长时间稳定，便于规模化生产。
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)

1.一种纳米氧化锌乳液，其特征在于：所述纳米氧化锌乳液包括纳米氧化锌、分散剂和水，所述分散剂为聚丙烯酸钠和PEG。
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：所述纳米氧化锌乳液中所含分散剂分子量为：聚丙烯酸钠分子量为2000～20000、PEG分子量为8000～20000。
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PEG与纳米氧化锌粉体的质量百分比为5％～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：分散剂聚丙烯酸钠与纳米氧化锌粉体的质量百分比为10％～40％。
5.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：所述纳米氧化锌乳液的固含量为10％～50％。
6.一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，再加入纳米氧化锌粉体，在高速分散机上以3500r/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4～24小时，得到所述的纳米氧化锌乳液。
7.根据权利要求6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6所述的一种纳米二氧化钛分散乳液制作工艺，其特征在于：研磨后纳米氧化锌的D90粒径小于100nm。
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