CN114410131B - 一种水相速溶二氧化钛材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种水相速溶二氧化钛材料的制备方法，包括：（1）以含亲水官能团的丙烯酸（酯）类化合物为功能单体，采用乳液聚合的方式制备聚合物乳液，其间将含双键的有机硅（含有烷氧基或卤素等活性官能团）引入参与共聚，得到含活性官能团的聚合物微球乳液；（2）所得乳液中聚合物微球通过活性官能团与二氧化钛反应，最终获得通过化学键接枝少量聚合物微球或包裹的改性二氧化钛浆料，此浆料也可经干燥获得改性二氧化钛粉体。此方法通过聚合物微球的阻隔作用，防止二氧化钛颗粒团聚，并通过聚合物微球中的亲水性单元，使其获得在水或水性涂料中快速扩散并稳定分散的能力。

Description

一种水相速溶二氧化钛材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于有机无机复合材料技术领域，具体涉及一种水相速溶二氧化钛材料及其制备方法和在生产水性涂料方面的应用。

背景技术

水性涂料用水作为分散介质代替了溶剂型涂料传统意义上的溶剂，VOCs含量大幅降低，具有：环境友好、健康、安全等显著优点。二氧化钛作为水性涂料中的重要无机盐填料，其具有化学结构稳定、耐候性强、耐高温、高折射率和强大的消色力与遮盖力等优点，在建筑、木器、轨道交通等涂料中得到广泛应用。二氧化钛主要有三种晶型：锐钛矿、金红石、板钛矿型，其中纳微级金红石型 TiO₂在涂料中使用非常广泛。目前，二氧化钛粉体的制备方法主要有氯化法和硫酸法，经水解反应、高温烧结、表面改性（包覆硅、铝或锆等）后，再经干燥获得粉体。二氧化钛干燥制粉过程能耗较高，且干燥过程易导致颗粒发生团聚，在用于水性涂料前，需将二氧化钛粉体经过砂磨或高速搅拌进行分散，能耗较大，且通过搅拌很难将其解团聚，难以均匀分散。因此，解决纳微级TiO₂在生产和使用过程中易团聚、难重复分散的问题，简化工艺提高涂料特别是水性涂料的分散加工效率、降低能耗，是涂料行业的亟需。

目前，钛白粉水性分散浆料的制备主要通过将二氧化钛滤饼或粉体加入水、分散剂、润湿剂、纤维素等多种助剂，再经过高速搅拌或砂磨制备获得。中国发明专利CN108587245 A公开了一种造纸用钛白水浆制备方法，通过加入分散剂并且经过两次研磨制得。中国发明专利CN 110358370 A公开了一种应用于质感漆调色的水性钛白浆及其制备方法，需要加入纤维素、多功能助剂、润湿剂、分散剂、防冻剂、消泡剂、防沉降剂等助剂，在制浆过程中将搅拌转速达1500rpm以上进行高速搅拌以获得良好分散，具有稳定性好，热储无分层、无结皮，且细度无返粗的优点。中国发明专利CN 103614005 A中公开了一种水性木器漆钛白浆及其制备方法，在分散剂、润湿剂、消泡剂、助溶剂协助下在1800rpm以上的高速搅拌条件下进行制浆。这类方法都需要外加较多的助剂，并且需在较高转速条件下才能实现二氧化钛的分散。美国专利US6080802A中公开了一种制备复合颗粒的水分散体的方法，在不存在提供完全异质凝结的条件下混合包含二氧化钛颗粒的水性介质和聚合物胶乳颗粒，聚合物胶乳颗粒以受控方式吸附在二氧化钛颗粒上以提供复合颗粒。聚合物用量需为二氧化钛饱和吸附状态时（约二氧化钛质量的40%）应用效果最佳。

通过引入亲水性单体和有机硅参与聚合物乳液聚合制备可反应性聚合物乳液，通过胶粒表面的硅羟基与纳微级二氧化钛在水相中发生反应，获得通过化学键接枝少量聚合物微球或被聚合物微球层包裹的高固含量改性二氧化钛浆料。此浆料可直接用于钛白色浆，也可将浆料干燥获得改性二氧化钛粉体。浆料和粉体在多种水性涂料中均具有快速扩散和稳定分散的能力，并且干燥后的粉体在水性涂料中再分散可保持其原有的形态和粒度分布，更容易满足涂料对细度的要求。表面通过化学键接枝的聚合物微球一方面起到空间位阻作用，防止二氧化钛颗粒团聚，另一方面聚合物微球表面的亲水性单元，使其实现水相快速分散。本专利方法是一种获得在水或水性涂料中高分散二氧化钛的新途径。

发明内容

本发明目的在于提供一种水相速溶二氧化钛材料，其将二氧化钛表面通过化学键接枝少量聚合物微球或被聚合物微球层包裹，从而实现在水相的快速分散，无需剧烈搅拌，不使用分散剂、润湿剂，即可形成均匀浆料，大大简化了水性涂料制备工艺，并可提高水性涂料的性能。

本发明还提供了上述水相速溶二氧化钛材料的制备方法和在生产水性涂料方面的应用方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明所述水相速溶二氧化钛材料（浆料/粉体），在二氧化钛表面通过化学键接枝少量聚合物微球或被聚合物微球层包裹，该材料可以为水性浆料或干燥粉体。此二氧化钛浆料/粉体是由表面化学键接枝聚合物颗粒的微纳级二氧化钛构成的水性浆料或粉体，其聚合物颗粒含亲水链段促进其在水或水性涂料中实现“速溶”。 本发明所述水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其包括如下步骤：

1）按重量份比例取各原料：烯键式不饱和单体1-40份、亲水性功能单体0.1-30份、有机硅0.1-10份、乳化剂0.1-2份、引发剂0.05-0.5份、水30-130份、二氧化钛100份；

2）将烯键式不饱和单体、亲水性功能单体、有机硅、乳化剂和少量水混合，在室温条件下搅拌0.5-1h进行预乳化，得到稳定的预乳化液；

3） 聚合反应可采用常规乳液聚合的方法：将预乳化液、引发剂加入到水中，60-85℃条件下反应0.5-5h，形成具有可反应官能团的聚合物乳液；也可采用种子乳液的方法：将部分预乳化液（5-30%）、部分引发剂（5-30%）加入到余量水中，60-85℃条件下反应0.5-2h，形成种子乳液；再将余量的预乳化液（70-95%）和引发剂（70-95%）按照间歇式进料方法于0.5-3h内加入到种子乳液中，然后在60-85℃条件下继续反应0.5-3h，形成具有可反应官能团的聚合物乳液；

4）将具有可反应官能团的聚合物乳液加入到二氧化钛浆料中，于60-85℃反应0.5-3h，并经离心、抽滤等方法进一步浓缩，形成表面接枝少量聚合物微球或被聚合物微球层包裹的二氧化钛改性浆料（也称为高固含量的改性色浆）；或者二氧化钛改性浆料经干燥（干燥方式可采用烘干、喷雾干燥、或离心干燥等）制得二氧化钛改性粉体。

进一步优选的，所述烯键式不饱和单体为：苯乙烯、二乙烯基苯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、丁二烯、异戊二烯、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸（甲基）异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上的混合物。

进一步优选的，所述亲水性功能单体为一类含有双键的亲水化合物，如N-羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)和N-(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺(IBMA)中的一种或两种以上的混合物。

具体的，所述可反应性有机硅可以为含双键的有机硅化合物，如含双键的烷氧基硅化合物或含双键的氯硅烷等。

进一步优选的，所述乳化剂由质量比为 3~1:1（优选2:1）的离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂混合组成；所述离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和烯丙氧基羟丙基磺酸钠中的一种或两种以上的混合物；所述非离子型乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇月桂酸酯中的一种或两种以上的混合物。

具体的，所述引发剂为热分解引发剂如过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠、过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种以上的混合物；也可以采用氧化还原引发剂如过硫酸盐-亚硫酸氢盐、过硫酸盐-硫醇、过氧化氢-亚铁盐中的一种或两种以上的混合物等。优选的，引发剂用量占丙烯酸单体总量0.4%~0.7%，更优选的0.5%~0.6%。

具体的，步骤4）中，可以将二氧化钛粉体或滤饼均匀分散在50-100份水中获得固含量为10-50%的二氧化钛浆料，或采用有机硅对二氧化钛浆料进行改性后的二氧化钛浆料。

进一步的，所述的二氧化钛可以为金红石型、锐钛矿型中的一种或多种，粒径50-800nm，或表面有无机包覆层的二氧化钛；无机包覆层为氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铈、氧化硼、氧化锌、五氧化二磷、磷酸钙、磷酸镁和磷酸铝中的任意一种或多种。

本发明提供了采用上述制备方法制备得到的水相速溶二氧化钛材料，其在水相中能够快速自分散，无需高速搅拌，不使用分散剂、润湿剂，即可形成均匀浆料，并且与水性乳液有较好的相容性，能够显著提升水性涂料遮盖力等性能。

本发明还提供了上述水相速溶二氧化钛材料在生产水性涂料方面的应用。

针对现有技术存在的问题，本发明通过将含双键的有机硅（含有烷氧基或卤素等活性官能团）与烯键式不饱和单体共聚，获得可反应性聚合物乳液；通过有机硅中的活性组分使聚合物在二氧化钛表面通过化学键接枝或包覆，起到阻隔防止二氧化钛颗粒团聚的作用；通过聚合物颗粒中的亲水性单元，获得二氧化钛在水性涂料中的快速扩散并稳定分散。和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明二氧化钛浆料/粉体是由表面化学键接枝聚合物颗粒的微纳级二氧化钛构成的水性浆料或粉体，其聚合物含亲水链段，是一类能够在水或水性涂料中“速溶”的二氧化钛色浆或粉体。本发明构建了一种水相速溶二氧化钛材料（浆料、粉体），无需借助分散助剂，从微观上对二氧化钛进行表面改性，其在水相具有快速分散的特性，能与水性乳液有很好的相容性，无需外加分散剂、润湿剂等，在低转速下即可制备水性浆料以及涂料，简化涂料制备工艺，提高产品遮盖力。

附图说明

图1为实施例1中聚合物乳液电镜图（1a）、粒径分布图（1b）；图中看出：实施例1中所制备聚合物乳液中胶粒粒径约为80nm，分散稳定（1a），粒径分布均匀（1b）；

图2实施例1中为聚合物颗粒阻隔型二氧化钛材料的TEM电镜图；图中看出：实施例1中可反应性聚合物颗粒接枝于二氧化钛颗粒表面；

图3为实施例1制备所得二氧化钛改性浆料滤饼图片；图中看出：实施例1改性浆料离心后固含量约68%，但轻微搅拌后仍然具有较好的流动性；

图4实施例2中聚合物乳液粒径分布图；图中看出：实施例2得到50nm左右表面带有可反应官能团的聚合物乳液，粒径测试结果所示，该乳液粒径分布均匀；

图5为实施例3、实施例5二氧化钛改性粉体水相速溶效果。图中看出：本发明实施例3、实施例5所制备的改性粉体在水相表现出速溶效果，相较于市售粉体更容易分散。

具体实施方式

通过以下通过优选实施例对本发明进一步详细说明，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

一种水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其包括如下步骤：

1）按重量份比例取各原料：烯键式不饱和单体甲基丙烯酸甲酯10g、亲水性功能单体甲基丙烯酸羟乙酯0.4g、可反应性有机硅γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂1g、十二烷基硫酸钠0.1g，十二烷基酚聚氧乙烯醚0.08 g、引发剂过硫酸铵0.05g、水70g；

2）将甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂，十二烷基硫酸钠，十二烷基酚聚氧乙烯醚和10g水混合，在室温条件下搅拌30min进行预乳化，得到稳定的预乳化液；

3）取余量的60g水加入三口烧瓶，升温至80℃，加入20%预乳化液和0.01g 过硫酸铵引发剂，反应30min后形成种子乳液；将剩余的80%预乳化液及0.04g过硫酸铵引发剂按照间歇式进料方法于1h内加到三口烧瓶中，于80℃继续反应2h，形成表面带有可反应官能团的聚合物乳液（胶粒的平均粒径80nm左右，如图1所示）；

4）将二氧化钛（粒径300-400nm，金红石型）粉体加水后，制备固含量为40%的二氧化钛浆料。取二氧化钛浆料250g，加入三口烧瓶中，进行搅拌。将上述聚合物乳液加入二氧化钛浆料中，80℃继续反应2h（从图2 TEM图中可以看出，聚合物颗粒接枝于二氧化钛颗粒表面）。降温后得到改性浆料，并经离心、抽滤等方法进一步浓缩，得到高固含量、低粘度的二氧化钛改性浆料（如图3所示，改性浆料离心后固含量约为68%，轻微搅拌后仍然具有较好的流动性）。二氧化钛改性浆料经干燥（干燥方式可采用烘干、喷雾干燥、或离心干燥等）可制得二氧化钛改性粉体。

实施例2

一种水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其包括如下步骤：

1）按重量份比例取各原料：烯键式不饱和单体甲基丙烯酸甲酯10g、亲水性功能单体甲基丙烯酸羟乙酯0.4g、可反应性有机硅γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂1g、十二烷基硫酸钠0.15g，十二烷基酚聚氧乙烯醚0.1 g、引发剂过硫酸钾0.05g、水106g；

2）将甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂，十二烷基硫酸钠，十二烷基酚聚氧乙烯醚和水6g混合，在室温条件下搅拌30min进行预乳化，得到稳定的预乳化液；

3）取余量的100g水加入三口烧瓶，升温至80℃，加入20%预乳化液和0.01g 过硫酸钾引发剂，反应30min后形成种子乳液，将剩余80%预乳化液及0.04g过硫酸钾引发剂按照间歇式进料方法于1h内加到三口烧瓶中，于80℃继续反应2h，得到50nm左右表面带有可反应官能团的聚合物乳液，如图4粒径测试结果所示，该乳液粒径分布均匀；

4）将二氧化钛（粒径200-300nm，金红石型）滤饼加水后，制备固含量为40%的二氧化钛浆料。取二氧化钛浆料250g，加入三口烧瓶中，进行搅拌。将上述聚合物乳液加入二氧化钛浆料中，80℃继续反应2h，降温后得到改性浆料，并经离心、抽滤等方法进一步浓缩，得到高固含量、低粘度的二氧化钛改性浆料。二氧化钛改性浆料经干燥（干燥方式可采用烘干、喷雾干燥、或离心干燥等）制得二氧化钛改性粉体。

实施例3

一种水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其包括如下步骤：

1）取甲基丙烯酸甲酯10g，甲基丙烯酸羟乙酯0.4g，乙烯基三乙氧基硅烷1g，十二烷基硫酸钠0.15g，十二烷基酚聚氧乙烯醚0.1 g和水10g混合，在室温条件下搅拌30min进行预乳化，得到稳定的预乳化液；

2）取100g水加入三口烧瓶，升温至80℃，加入20%预乳化液和0.01g过硫酸钾引发剂，反应30min后形成种子乳液，将剩余80%预乳化液及0.04g过硫酸钾引发剂按照间歇式进料方法于1h内加到三口烧瓶中，于80℃继续反应2h，得到表面带有可反应官能团的聚合物乳液；

3）将二氧化钛（粒径250-350nm，金红石型）粉体加水后，制备固含量为40%的二氧化钛浆料。取二氧化钛浆料250g，加入三口烧瓶中，进行搅拌。将上述聚合物乳液加入二氧化钛浆料中，80℃继续反应2h。降温后得到改性浆料，并经离心、抽滤等方法进一步浓缩，得到高固含量、低粘度的二氧化钛改性浆料。二氧化钛改性浆料经烘干制得二氧化钛改性粉体。

实施例4

一种水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其包括如下步骤：

1）取甲基丙烯酸甲酯10g，甲基丙烯酸羟乙酯0.2g，乙烯基三乙氧基硅烷2g，十二烷基苯磺酸钠0.1g，辛基酚聚氧乙烯醚0.08 g和水10g混合，在室温条件下搅拌30min进行预乳化，得到稳定的预乳化液；

2）取60g水加入三口烧瓶，升温至80℃，加入20%预乳化液和0.01g过硫酸钾引发剂，反应30min后形成种子乳液，将剩余80%预乳化液及0.04g过硫酸钾引发剂按照间歇式进料方法于1h内加到三口烧瓶中，于80℃继续反应2h，得到表面带有可反应官能团的聚合物乳液；

3）将二氧化钛粉体加水后，制备固含量为40%的二氧化钛浆料。取二氧化钛浆料250g，加入三口烧瓶中，进行搅拌。将上述聚合物乳液加入二氧化钛浆料中80℃继续反应2h。降温后得到改性浆料，并经离心、抽滤等方法进一步浓缩，得到高固含量、低粘度的二氧化钛改性浆料。二氧化钛改性浆料经干燥（干燥方式可采用烘干、喷雾干燥、或离心干燥等）制得二氧化钛改性粉体。

实施例5

一种水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其包括如下步骤：

1）取甲基丙烯酸甲酯10g，丙烯酸羟乙酯0.2g，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂0.5g，十二烷基硫酸钠0.1g，辛基酚聚氧乙烯醚0.08 g和水6g混合，在室温条件下搅拌30min进行预乳化，得到稳定的预乳化液；

2）取60g水加入三口烧瓶，升温至80℃，加入20%预乳化液和0.01g 过硫酸钾引发剂，反应30min后形成种子乳液，将剩余80%预乳化液及0.04g过硫酸钾引发按照剂间歇式进料方法于1h内加到三口烧瓶中，于80℃继续反应2h，得到表面带有可反应官能团的聚合物乳液；

3）将二氧化钛（粒径300-400nm，金红石型）粉体加水后，制备固含量为40%的二氧化钛浆料。取二氧化钛浆料250g，加入三口烧瓶中，进行搅拌。将上述聚合物乳液加入二氧化钛浆料中，80℃继续反应2h。降温后得到改性浆料，并经离心、抽滤等方法进一步浓缩，得到高固含量、低粘度的二氧化钛改性浆料。二氧化钛改性浆料经离心干燥制得二氧化钛改性粉体。

实施例7

与实施例1不同之处在于：将步骤1）中甲基丙烯酸甲酯10g更换为甲基丙烯酸丁酯20g，甲基丙烯酸羟乙酯0.4g更换为N-(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺2g，十二烷基酚聚氧乙烯醚更换为聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯；其它参照实施例1。

实施例8

与实施例2不同之处在于：将步骤1）中甲基丙烯酸甲酯10g更换为丙烯酸十六酯15g，甲基丙烯酸羟乙酯0.4g更换为N-羟甲基丙烯酰胺1g，十二烷基酚聚氧乙烯醚更换为脂肪醇聚氧乙烯醚；其它参照实施例1。

实施例9

与实施例3不同之处在于：将步骤1）中甲基丙烯酸甲酯10g更换为丙烯酸异辛酯10g，甲基丙烯酸羟乙酯0.4g更换为羟乙基丙烯酰胺5g，十二烷基酚聚氧乙烯醚更换为失水山梨醇月桂酸酯；其它参照实施例1。

对比例1

市售无机包覆为氧化锆和氧化铝的钛白粉，粒径D50为0.31μm，按照下述表1的配方配制成涂料。

表1 涂料配方

对实施例1至5所得二氧化钛浆料以及对比例1涂料的性能进行测试，结果见表2。表2中，图层颜色值：L*颜色的深、浅；a*：红绿值；b*：黄蓝值，采用色差计测量。遮盖力：参考国标《GBT 23981-2009 白色和浅色漆对比率的测定》，采用对比率仪测试。刮板细度：参考国标《GBT 21473-2008 调色系统用色浆》，水性色浆≤25μm，采用刮板细度计测试。

从表2的对比结果可以看出：本发明所制备的二氧化钛改性粉体在刮板细度、遮盖力、色相上均表现出优于市售二氧化钛粉体的效果。并且以本发明实施例3、实施例5所制备的二氧化钛改性粉体为例，其在水相表现出速溶效果，相较于市售钛白粉体更容易分散（如图5所示，可在5秒内肉眼观察到与水迅速混溶）。说明：本发明通过聚合物颗粒的阻隔能有效防止二氧化钛颗粒团聚，并通过聚合物中的亲水性单元，获得在水或水性涂料中快速扩散，并稳定分散的性能。

表2 实施例1至5所得二氧化钛浆料与对比例1涂料的性能对比

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按重量份比例取各原料：烯键式不饱和单体1-40份、亲水性功能单体0.1-30份、有机硅0.1-10份、乳化剂0.1-2份、引发剂0.05-0.5份、水30-130份、二氧化钛100份；

2）将烯键式不饱和单体、亲水性功能单体、有机硅、乳化剂和少量水混合，在室温条件下搅拌0.5-1h进行预乳化，得到稳定的预乳化液；

3）聚合反应采用常规乳液聚合的方法：将预乳化液、引发剂加入到水中，60-85℃条件下反应0.5-5h，形成具有可反应官能团的聚合物乳液；或者采用种子乳液的方法：将部分预乳化液、部分引发剂加入到余量水中，60-85℃条件下反应0.5-2h，形成种子乳液；再将余量的预乳化液和引发剂加入到种子乳液中，然后在60-85℃条件下继续反应0.5-3h，形成具有可反应官能团的聚合物乳液；

4）将具有可反应官能团的聚合物乳液加入到二氧化钛浆料中，于60-85℃反应0.5-3h，形成表面接枝聚合物微球或被聚合物微球层包裹的二氧化钛改性浆料；或者二氧化钛改性浆料经干燥制得二氧化钛改性粉体；

所述烯键式不饱和单体为：苯乙烯、二乙烯基苯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、丁二烯、异戊二烯、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸（甲基）异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上的混合物；

所述乳化剂由离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂混合组成；所述离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和烯丙氧基羟丙基磺酸钠中的一种或两种以上的混合物；所述非离子型乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇月桂酸酯中的一种或两种以上的混合物；

所述水相速溶二氧化钛材料可在5秒内肉眼观察到与水迅速混溶；

所述亲水性功能单体为N-羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和N-(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺中的一种或两种以上的混合物；

所述有机硅为含双键的烷氧基硅化合物或含双键的氯硅烷。

2.如权利要求1所述水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂为热分解引发剂如过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠、过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种以上的混合物；或者采用氧化还原引发剂如过硫酸盐-亚硫酸氢盐、过硫酸盐-硫醇、过氧化氢-亚铁盐中的一种或两种以上的混合物。

3.如权利要求1所述水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述二氧化钛浆料为将二氧化钛粉体或滤饼均匀分散在50-100份水中获得固含量为10-50%的二氧化钛浆料，或采用有机硅对二氧化钛浆料进行改性后的二氧化钛浆料。

4.如权利要求3所述水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，二氧化钛为金红石型、锐钛矿型、或表面有无机包覆层的纳微级二氧化钛；无机包覆层为氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铈、氧化硼、氧化锌、五氧化二磷、磷酸钙、磷酸镁和磷酸铝中的任意一种或多种；二氧化钛的粒径在50~800nm。

5.采用权利要求1至4任一所述制备方法制备得到的水相速溶二氧化钛材料。

6.权利要求5所述水相速溶二氧化钛材料在生产水性涂料方面的应用。

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