CN114369321A - 一种改性二氧化钒分散体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能性纳米复合材料领域，具体涉及一种改性二氧化钒分散体及其制备方法和应用。所述改性二氧化钒分散体为二氧化钒经改性剂作用后在聚乙烯醇水溶液形成的分散颗粒体系，其中，二氧化钒与改性剂的质量比为1‑5∶1；本发明所得分散体分散稳定性优良，同时具备较强的红外调节功能，制备工艺简单、生产周期短、成本低，易于工业化生产，在水性涂料、涂层领域中具备极大的应用价值。

Description

一种改性二氧化钒分散体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及复合材料领域，尤其是涉及一种改性二氧化钒分散体及其制备方法和应用。
背景技术
二氧化钒能够在70℃附近发生热诱导的可逆半导体-金属相变，相变前后，材料的电阻变化幅度超过4个数量级，红外透过率也随之发生显著变化。二氧化钒的这一相变特性，使得它在节能窗、光储存、热敏开关、激光防护、红外成象仿真等方面有广泛的应用前景。
目前，关于二氧化钒粉末材料制备工艺多样化，而且在粉末材料制备基础上，发展二氧化钒陶瓷、基于二氧化钒的复合材料涂层、二氧化钒薄膜都是实现二氧化钒广泛应用的途径。直接将二氧化钒粉体应用在涂料中，既可以提高涂层的透光性，又易于携带和储存，可以使得它的应用更为广泛。然而，制备的二氧化钒粉体往往为纳米颗粒，具有较高的比表面自由能和比表面积，处于不稳定状态，使得纳米粒子极易发生团聚。如果不进行分散处理，则团聚的粉体就不能完全保持其特异性能，从而极大影响纳米粒子的性能优势。二氧化钒是不溶于水和有机溶剂的无机金属氧化物，要想把二氧化钒充分地分散在水性或油性涂料中，保证粉体粒子在液相中长期稳定，防止重新团聚，需要对其进行改性来实现它在树脂基体中的分散性和稳定性。
聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高聚物，成型工艺简单，使用过程中不需要化学溶剂，具有良好的生物相容性、无毒性、防尘性、耐低温裂纹性、化学稳定性、成纤性、成膜性、膜阻氧性、韧性等，作为环保型载体受到广泛关注。
发明内容
本发明所解决的技术的问题是：二氧化钒纳米粉体在液相中的分散稳定性较差，影响其特异性能发挥。
为此，本发明采用水热法制备改性二氧化钒并与聚乙烯醇复合，来提升其在树脂基体中的分散稳定性，可广泛应用于涂层、涂料领域。
具体来说，本发明提出了如下技术方案：
一种改性二氧化钒分散体，其特征在于，其为二氧化钒经改性剂作用后在聚乙烯醇水溶液形成的分散颗粒体系，其中，所述改性二氧化钒中二氧化钒与改性剂的质量比为1-5∶1。
在本发明的一种优选实施方式中，所述改性二氧化钒中二氧化钒与改性剂的质量比为2.5-3∶1。
在本发明的一种优选实施方式中，所述分散颗粒尺寸为1-2μm，优选为1.2-1.3μm。
在本发明的一种优选实施方式中，所述改性剂为丙烯酸共聚体。
在本发明的一种优选实施方式中，所述分散体中改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液的质量比为1∶10-20。
一种改性二氧化钒分散体的制备方法，包括以下步骤：
(1)在烧杯中加入90-110ml去离子水，再加入4-5gV2O5和10-14ml的摩尔浓度为0.1-0.5M盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，水浴加热后再加入8-10g还原剂，继续加热至溶液吸光波长为435-450nm后通入保护气体，以防止还原剂在还原V2O5的过程中出现氧化作用，导致还原效率低，还原不完全的情况，随后加入5.85-7.67g氢氧化钠调节溶液PH值为6.5-8.5，水洗过滤后得到沉淀；
(2)将步骤1得到的第一沉淀转移到水热反应釜中，加120-160ml去离子水，搅拌均匀，烘箱加热后将反应釜取出冷却至室温，洗涤、过滤、干燥后即得到二氧化钒粉末，之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末；
(3)将步骤2得到的二氧化钒粉末进行退火处理；
(4)在烧杯中加入30-40g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体，取90-100g步骤3得到的二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散后即得到改性二氧化钒；
(5)称取20-30g的聚乙烯醇加入至100-110ml去离子水中，加热溶解后得到质量浓度为20-30％的聚乙烯醇水溶液；
(6)将步骤4制备的改性二氧化钒与步骤5得到的聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶10-20混合，即得亲水性改性二氧化钒分散体。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(1)中水浴加热温度为60-80℃，水浴时间为1-1.5h；所述还原剂为草酸，调节溶液PH至6.5-8.5。
在本发明的一种优选实施方式中，步骤(1)所通气体为氮气、氦气和氩气中的一种或两种以上。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(2)中水热反应釜的填充度为60-80％，在退火前，填充度越高，样品越容易出现片状结构，而填充度越低，样品越容易出现棒状结构，在此范围内，填充度越小，颗粒粒径越小；烘烤温度为220-230℃，烘烤时间为48-50h。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(3)中退火温度为550-600℃，退火时间为1-1.5h。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(4)中超声分散时间为20-30min。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(5)中加热溶解温度为95-105℃。
一种改性二氧化钒分散体，其通过采用本发明所述制备方法制得。
本发明所述改性二氧化钒分散体或本发明所述制备方法所得的改性二氧化钒分散体在水性涂料和/或涂层领域中的应用。
本发明所取得的有益效果是：
本发明提供一种改性二氧化钒分散体及其制备方法和应用，所制备的二氧化钒粉末在聚乙烯醇中具备优异的分散稳定性，同时添加的分散剂不仅不会影响二氧化钒的各项性能，反而提高了二氧化钒在聚乙烯醇中的分散均匀性，这种让纳米二氧化钒均匀悬浮在水体系溶剂中的方法，操作工艺简单、生产周期短、成本低，易于工业化生产，可更好地应用在水性涂料中。
附图说明
图1为实施例1所制备改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体的SEM图(1000倍)。
图2为实施例1所制备改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体的高放大倍数SEM图(20000倍)。
图3为实施例2所制备改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体的SEM图(10000倍)。
图4为实施例3所制备改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体的SEM图(10000倍)。
具体实施方式
如上所述，本发明提供了一种改性二氧化钒分散体，为二氧化钒经改性剂作用后在聚乙烯醇水溶液形成的分散颗粒体系，其中，所述改性二氧化钒中二氧化钒与改性剂的质量比为1-5∶1。
下面通过具体实施例来详细说明本发明，并对本实施例所用的原料及设备的生产厂家，以及产品分析使用的设备和分析方法进行说明如下，其中所述的化学物质没有标明的均为常规试剂的化学纯级别。实施例所用到的原料的信息及实验设备如表1所示，表2示出了本发明复合材料的尺度、成分配比、反应原料用量及配比参数。根据扫描电子显微分析得出了本发明实施例与对比例的“颗粒平均尺寸/μm”，如表2中参数1所示，且附图1-4示例性给出了本发明实施例1-3所制备的扫描电镜图像，表明其平均颗粒尺寸1.12-1.43μm范围内，以微球、片状复合形貌为主，在参数2为“吸光度值”，用料配比1为“二氧化钒与改性剂质量比”，用料配比2为“二氧化钒与聚乙烯醇水溶液质量比”。
表1实施例中所用到的原料及设备信息
Figure BDA0003423869020000041
Figure BDA0003423869020000051
表2改性二氧化钒/聚乙烯醇复合材料基本参数及用料配比
Figure BDA0003423869020000052
实施例1
在烧杯中加入100ml的去离子水，再加入4gV2O5和10ml的盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，60℃下水浴1h，再加入8g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入5.85g氢氧化钠至溶液pH至7.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加120ml去离子水(填充度为60％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1h。在烧杯中加入30g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取90g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取20g的聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在95℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为20％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶10混合。
实施例2
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入5gV2O5和14ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，80℃下水浴1.5h，再加入10g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入7.67g氢氧化钠至溶液pH至6.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加160ml去离子水(填充度为80％)，搅拌均匀后放入烘箱中230℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在600℃退火1.5h。在烧杯中加入35g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取95g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取25g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在100℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为25％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶15混合。
实施例3
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，70℃下水浴1h，再加入9g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1.5h。在烧杯中加入40g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取100g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
实施例4
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，80℃下水浴1h，再加入9g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1h。在烧杯中加入40g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取100g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
实施例5
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，80℃下水浴1h，再加入9g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1.25h。在烧杯中加入40g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取100g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
实施例6
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，80℃下水浴1h，再加入9g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在575℃退火1.25h。在烧杯中加入40g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取100g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散25min。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
实施例7
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，70℃下水浴1h，再加入14g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1.5h。在烧杯中加入40g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取100g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
实施例8
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，70℃下水浴1h，再加入7g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1.5h。在烧杯中加入40g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取100g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
实施例9
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，70℃下水浴1h，再加入9g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1.5h。在烧杯中加入20g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取100g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
实施例10
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，70℃下水浴1h，再加入9g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1.5h。在烧杯中加入60g AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体(液体)，取100g二氧化钒粉体加入上述液体中，搅拌并超声分散30min。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
对比例
在烧杯中加入100ml去离子水，再加入4.5gV2O5和12ml盐酸，用玻璃棒搅拌至完全溶解，70℃下水浴1h，再加入9g草酸，继续加热至溶液变蓝后通入氮气，加入6.76g氢氧化钠至溶液pH至8.5，水洗过滤，得到灰色沉淀。将灰色沉淀转移到200ml反应釜中，加140ml去离子水(填充度为70％)，搅拌均匀后放入烘箱中220℃反应48h，将反应釜取出冷却至室温，得深蓝色浑浊溶液，将溶液洗涤过滤干燥，得二氧化钒粉末；之后继续依照上述方法制备出足量二氧化钒粉末备用。将制得的二氧化钒在550℃退火1.5h。称取30g聚乙烯醇加入至100ml去离子水中，然后在105℃条件下加热溶解，得到聚乙烯醇水溶液，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为30％；将制备的二氧化钒与聚乙烯醇水溶液按质量比为1∶20混合。
对实施例1-10任一所获改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体及对比例所获二氧化钒/聚乙烯醇分散体，各量取30ml，分别放入容积为50ml的烧杯中(用塑料薄膜封顶以防灰尘污染)，静置于室内环境下，每隔7日观察其沉降情况，结果如表3所示。对比例中7天后就出现沉淀、35天后严重分层，实施例7-9在14天后出现沉淀，其余实施例分散稳定性均超过28天，这些说明改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体稳定性明显优于二氧化钒/聚乙烯醇分散体，通过比较实施例1-10可以发现粒径小的改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体稳定性优于粒径大的改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体，而表面改性剂用量存在发挥良好作用的阈值，实施例9表明当改性剂添加太少时，改性二氧化钒在聚乙烯醇溶液中的分散性变差，使所获改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体容易出现沉淀。
表3分散体稳定性测试结果
Figure BDA0003423869020000111
采用变温红外光谱仪(Perkin-Elmer 983)测量实施例和对比例所获改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体及二氧化钒/聚乙烯醇分散体(无沉淀状态下)在室温25℃及80℃时的红外透过光谱，测量波数范围为1000-4000cm-1，分别获得其在低温和高温时的红外光最大透过率，结果如表4所示。实施例1-6所获改性二氧化钒/聚乙烯醇分散体对红外光的调节能力在16-24％范围内，优于实施例7-10，这主要由于本发明所制备分散体中钒源五氧化二钒、还原剂草酸以及改性剂丙烯酸在优选用量范围内的协同效应，虽然对比例所获二氧化钒/聚乙烯醇分散体对红外光的调节能力较强，但因其稳定性差，应用价值较低，总之，本发明所得二氧化钒基分散体能兼具优良分散稳定性和较好红外调节能力的综合性能，便于工程化应用。
表4红外光透过率测试结果
Figure BDA0003423869020000121

Claims (18)

1.一种改性二氧化钒分散体，其特征在于，其为二氧化钒经改性剂作用后在聚乙烯醇水溶液形成的分散颗粒体系，其中，所述改性二氧化钒中二氧化钒与改性剂的质量比为1-5∶1。
2.如权利要求1所述的改性二氧化钒分散体，其特征在于，所述改性二氧化钒中二氧化钒与改性剂的质量比为2.5-3∶1。
3.如权利要求1或2所述的改性二氧化钒分散体，其特征在于，所述分散颗粒尺寸为1-2μm，优选为1.2-1.3μm。
4.如权利要求1-3任一项所述的改性二氧化钒分散体，其特征在于，所述改性剂为丙烯酸共聚体。
5.如权利要求4所述的改性二氧化钒分散体，其特征在于，所述丙烯酸共聚体为AC-3122改性苯乙烯丙烯酸共聚物水分散体。
6.如权利要求1-5任一项所述的改性二氧化钒分散体，其特征在于，所述分散体中改性二氧化钒与聚乙烯醇水溶液的质量比为1∶10-20。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的改性二氧化钒分散体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将V2O5与盐酸水溶液混合，添加还原剂并通入惰性气体，碱洗调节溶液PH值至6.5-8.5，固液分离得到固体；
(2)将步骤1得到的固体与水进行水热反应，水热反应温度为220-230℃，冷却、分离后即得到二氧化钒粉末；
(3)将步骤2得到的二氧化钒粉末进行退火处理；
(4)将步骤3得到的二氧化钒粉体与水性丙烯酸共聚体混合，分散后即得到改性二氧化钒；
(5)将步骤4制备的改性二氧化钒与20-30wt％聚乙烯醇水溶液混合，即得亲水性改性二氧化钒分散体。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述盐酸水溶液浓度为0.1-0.5mol/L。
9.如权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合为水浴加热混合，水浴加热温度为60-80℃，优选水浴时间为1-1.5h。
10.如权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述还原剂为草酸，与V2O5的添加质量比为1.5-3.2∶1。
11.如权利要求7-10任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所通气体为氮气、氦气和氩气中的一种或两种以上。
12.如权利要求7-11任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中在反应釜中进行水热反应，所述水热反应釜的反应物料填充度为60-80％，冷却温度为20-40℃。
13.如权利要求7-12任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述退火温度为550-600℃，优选退火时间为1-1.5h。
14.如权利要求7-13任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述二氧化钒粉体与水性丙烯酸共聚体混合质量比为2.5-3∶1。
15.如权利要求7-14任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中分散采用超声分散，优选分散时间为20-30min。
16.如权利要求7-15任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述改性二氧化钒与所述聚乙烯醇水溶液的混合质量比为1∶10-20。
17.如权利要求7-16所述的制备方法制备得到的改性二氧化钒分散体。
18.权利要求1-6任一项所述改性二氧化钒分散体或权利要求7-16任一项所述制备方法所得的改性二氧化钒分散体在水性涂料和/或涂层领域中的应用。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103073943A (zh) * 2012-01-19 2013-05-01 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种二氧化钒智能温控涂层
CN103980738A (zh) * 2014-05-15 2014-08-13 北京化工大学 一种包覆改性纳米二氧化钛的制备方法
CN106433219A (zh) * 2016-09-22 2017-02-22 深圳大学 钨/氟共掺杂二氧化钒纳米隔热浆料和用其制得的钨/氟共掺杂二氧化钒涂膜及制备方法
CN106809877A (zh) * 2017-03-20 2017-06-09 武汉理工大学 一种d相二氧化钒的制备方法
CN113185802A (zh) * 2021-04-26 2021-07-30 济南大学 三聚氰胺-甲醛树脂包覆的二氧化钒光热响应复合纳米颗粒及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103073943A (zh) * 2012-01-19 2013-05-01 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种二氧化钒智能温控涂层
CN103980738A (zh) * 2014-05-15 2014-08-13 北京化工大学 一种包覆改性纳米二氧化钛的制备方法
CN106433219A (zh) * 2016-09-22 2017-02-22 深圳大学 钨/氟共掺杂二氧化钒纳米隔热浆料和用其制得的钨/氟共掺杂二氧化钒涂膜及制备方法
CN106809877A (zh) * 2017-03-20 2017-06-09 武汉理工大学 一种d相二氧化钒的制备方法
CN113185802A (zh) * 2021-04-26 2021-07-30 济南大学 三聚氰胺-甲醛树脂包覆的二氧化钒光热响应复合纳米颗粒及其制备方法

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