[發(fā)明專利]一種納米級(jí)TiO2/硅丙核殼復(fù)合乳液及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110457567.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN102532428A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭豪;葉瑛;潘崢;張紹原;夏枚生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F283/12
• 分類號(hào): C08F283/12;C08F220/14;C08F220/18;C08F2/26;C08F2/30;C08K9/06;C08K3/22;C09D151/08;C09D5/14;C09D5/08;C09D7/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑涂料領(lǐng)域，尤真涉及一種納米級(jí)TiO₂/硅丙核殼復(fù)合乳液及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)建筑物內(nèi)外裝飾和居住環(huán)境質(zhì)量要求的日益提高，建筑涂料將向高性能、環(huán)保型、功能型方向發(fā)展。市場(chǎng)上比較常見的綠色環(huán)保建筑涂料主要是以水作溶劑，與傳統(tǒng)有機(jī)溶劑涂料相比，減少了有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的污染。硅丙乳液，不僅繼承了傳統(tǒng)純丙乳液優(yōu)秀的成膜性、抗油性等優(yōu)點(diǎn)，還結(jié)合有機(jī)硅材料優(yōu)異的防水性、耐溫性以及抗腐蝕性，是一種理想的防水型綠色環(huán)保涂料。

納米二氧化鈦是一種半導(dǎo)體材料，它能直接利用包括太陽(yáng)光在內(nèi)的各種途徑的紫外光，生成原子氧和氫氧自由基，因?yàn)樗麄兒軓?qiáng)的化學(xué)活性，在室溫下對(duì)各種有機(jī)的或無(wú)機(jī)的污染物進(jìn)行分解或氧化，達(dá)到從空氣中清除這些污染物的效果。利用TiO₂光催化降解技術(shù)凈化空氣被行業(yè)界稱為“空氣治理事業(yè)中最有前途的事業(yè)”。采用納米TiO₂進(jìn)行光催化，是一項(xiàng)正在蓬勃興起的新型空氣凈化技術(shù)，它成為涂料中不可多得的添加劑。

????即使在相同原料組成的情況下，具有核殼結(jié)構(gòu)乳膠粒的聚合物乳液也往往比一般聚合物乳液具有更優(yōu)異的性能。核殼結(jié)構(gòu)的聚合物既具有很高的抗沖強(qiáng)度，又有優(yōu)良的加工塑化性能和耐候性能、更好的成膜性和粘合性。

納米技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型技術(shù)，納米技術(shù)應(yīng)用于建筑涂料可極大地改善涂料的性能，在水乳液體系中，若乳膠粒子的粒徑控制在1～70nm之間，乳液的成膜性能、膜致密度等性能將有很大的提高，所以，乳液納米化是提高建筑涂料檔次的有效途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米級(jí)TiO₂/硅丙核殼復(fù)合乳液及其制備方法。本發(fā)明制備的乳液具有顆粒粒徑小、平均粒徑分布窄、反應(yīng)過(guò)程易控制等特點(diǎn)。

納米級(jí)TiO₂/硅丙核殼復(fù)合乳液的制備方法的步驟如下：

（1）在第一個(gè)三頸瓶中加入30～50mL甲苯和0.5g～1g納米TiO₂，用超聲震蕩分散，加入KH-570硅烷偶聯(lián)劑0.05g，劇烈攪拌，恒溫40～70℃反應(yīng)3～7h，冷卻至室溫，過(guò)濾，真空干燥，得到硅烷偶聯(lián)劑表面修飾的納米二氧化鈦；

（2）在第二個(gè)三頸瓶中加入去離子水34mL、加入質(zhì)量百分比為2～8%的十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇辛基苯基醚，十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇辛基苯基醚重量比為2：1～6：1，高速攪拌至溶液澄清，加入硅烷偶聯(lián)劑表面修飾的納米二氧化鈦0.5～2.0g，攪拌，緩慢滴加質(zhì)量百分比10～35%的八甲基環(huán)四硅氧烷和四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷的混合物，八甲基環(huán)四硅氧烷與四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷重量比為2：1～5：1，滴加完畢，經(jīng)均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，得到預(yù)乳液1；

（3）在第三個(gè)三頸瓶中，依次加入51mL去離子水、質(zhì)量百分比為2～8%的十二烷基苯磺酸鈉和聚乙二醇辛基苯基醚、質(zhì)量百分比0.1～1.0%的對(duì)甲苯磺酸，十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇辛基苯基醚重量比為2：1～6：1，高速攪拌，然后降低轉(zhuǎn)速并升溫至聚合溫度65～85℃，恒溫緩慢滴加預(yù)乳液1，恒溫回流反應(yīng)2～22h后，降至室溫下出料，得到納米TiO₂原位聚合有機(jī)硅種子乳液；

（4）在第四個(gè)三頸瓶中，依次加入24mL去離子水、質(zhì)量百分比為2～8%的十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇辛基苯基醚、質(zhì)量百分比為10～30%的甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸丁酯混合物，十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇辛基苯基醚重量比為2：1～6：1，甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸丁酯重量比為1：1，經(jīng)均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，得到預(yù)乳液2，備用。

（5）稱取30g納米TiO₂原位聚合有機(jī)硅種子乳液加到第五個(gè)三頸瓶中，加入質(zhì)量百分比為0.05～0.08%的過(guò)硫酸鉀，攪拌升溫至聚合溫度65～85℃，氬氣保護(hù)，恒溫滴加備用的預(yù)乳液2，滴加完畢，再加入質(zhì)量百分比為0.05～0.08%的過(guò)硫酸鉀，恒溫回流反應(yīng)2～5h，反應(yīng)完畢降至室溫下出料，得到納米級(jí)TiO₂/硅丙核殼復(fù)合乳液。

所述TiO₂為市售，粒徑為10～25nm。所述的均質(zhì)機(jī)均質(zhì)的速度為5000～20000?r/min，均質(zhì)次數(shù)為1～5次，均質(zhì)時(shí)間為1～22min。所述的納米級(jí)TiO₂/硅丙核殼復(fù)合乳液的乳液粒子具有核／殼結(jié)構(gòu)，粒徑分布窄，平均粒徑為50～65nm。