[發(fā)明專利]一種分散劑、其制備方法及其在納米二氧化鈦分散中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611127603.3
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106589422B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張茜;嚴涵;舒鑫;王衍偉;冉千平;楊勇
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;博特建材（天津）有限公司
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;B01F17/52;C08L53/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種分散劑、其制備方法及其在納米二氧化鈦分散中的應(yīng)用，所述分散劑是將兩親性嵌段聚合物形成膠束樣品后，將功能性交聯(lián)劑的乙醇溶液與上述膠束樣品水溶液按照1：10的質(zhì)量濃度比例加入圓底燒瓶，在室溫下磁力攪拌48~72小時后，得到殼交聯(lián)納米粒子樣品的溶液；然后在真空度為1Pa，溫度為?60℃的條件下在冷凍干燥機上凍干后即得。在水體系中分散納米二氧化鈦采用高速攪拌及超聲分散技術(shù)，由于納米二氧化鈦顆粒在中性水介質(zhì)中帶正電，而該分散劑既擁有能夠吸附在納米二氧化鈦表面的陰離子基團，同時又擁有一定的大小可充當空間位阻，形成十幾納米的吸附層，二者的共同作用實現(xiàn)納米二氧化鈦穩(wěn)定分散，并使其平均粒徑達到70nm以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料、分散技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種殼交聯(lián)型納米分散劑及其制備方法，以及其在納米二氧化鈦分散中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

納米材料是指尺寸為納米量級(10^-9米)的超微顆粒，其粒徑一般分布在 1-100nm范圍內(nèi)，處于原子簇和宏觀顆粒交界的過渡區(qū)域。受納米尺度的影響，加上其具有大表面的特殊效應(yīng)，因此其所表現(xiàn)的特性，諸如磁學性能、光學性能、化學活性、電學性能、力學性能和熔點等等，會表現(xiàn)出與宏觀材料截然不同的性質(zhì)，在很多領(lǐng)域均有良好的應(yīng)用前景。納米二氧化鈦是一種附加值很高的功能精細無機材料。因其具備獨特的顏色效應(yīng)、耐化學腐蝕性、光催化作用及紫外屏蔽等優(yōu)異的功能，使其廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、化妝品、食品包裝材料、光催化劑、陶瓷添加劑及電子材料等。

然而，納米材料的性能在很大程度上是依賴于納米粒子的分散程度，但由于納米材料的其粒徑小、表面能高及較多的表面空鍵，在應(yīng)用過程中極易發(fā)生團聚，尤其是在水性分散介質(zhì)中更易凝聚成粒徑較大的硬質(zhì)顆粒，這將大大降低甚至消除了納米材料的實際應(yīng)用效果。因此，解決納米二氧化鈦在介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性是實際應(yīng)用的前提，與此同時也是將納米二氧化鈦發(fā)揮其特有功能性的關(guān)鍵，而開發(fā)合適的分散劑是解決其分散穩(wěn)定性的關(guān)鍵。目前，添加高分子分散劑是常用的一種改善納米二氧化鈦在水性介質(zhì)中分散性的方法，而高分子分散劑是指分子質(zhì)量在數(shù)千以上，結(jié)構(gòu)上具有良好溶解度的鏈段和錨固基團、具有表面活性的高分子化合物。因此，我們試圖開發(fā)出新型分散劑提高納米二氧化鈦在水介質(zhì)中的分散性。

中國發(fā)明專利“一種包覆改性納米二氧化鈦的制備方法”(CN 103980738B) 公開了一種有效減少納米粉體團聚、提高分散性的表面包覆改性納米二氧化鈦的制備方法。該方法首先采用沉淀法得到納米二氧化鈦前驅(qū)體，然后通過水熱反應(yīng)后得到納米二氧化鈦的母液，在母液中加入水溶性丙烯酸酯，在一定條件下反應(yīng)，使水溶性丙烯酸酯在二氧化鈦表面聚合，即可得到聚丙烯酸酯包覆改性的納米二氧化鈦粉體。與未改性的樣品相比，改性后的納米二氧化鈦分散性有很大程度的改善，顆粒粒徑明顯變小，性能也有明顯的提高。該發(fā)明首先采用特殊工藝制備的納米二氧化鈦顆粒，這對進一步廣泛應(yīng)用有一定的局限性，且在分散過程中僅添加小分子分散劑，對今后的長期分散穩(wěn)定性有一定的影響，最后該發(fā)明并未提及納米二氧化鈦粉體材料在水溶液中分散后的粒徑大小。

中國發(fā)明專利“一種納米二氧化鈦粉體的分散方法”(CN 1302997C)公開了一種納米二氧化鈦粉體的分散方法，其特點是把納米二氧化鈦粉體溶于添加了表面活性劑和分散劑的溶劑內(nèi)，由溶劑、表面活性劑和分散劑構(gòu)成的分散體系的 pH為5-10，從而能夠較好地控制納米二氧化鈦在溶液體系中的分散，使TiO₂在分散體系中較長時間內(nèi)不易團聚，顆粒粒度較小，使納米粉體的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。該發(fā)明在分散過程中所應(yīng)用的分散劑配比較復(fù)雜，同時還需添加表面活性劑，這么多種分散劑的復(fù)配應(yīng)用將會導(dǎo)致納米二氧化鈦水體系出現(xiàn)大量氣泡，為今后的應(yīng)用造成了阻礙，且從分散體系粒徑的顆粒大小可看出，分散體系過兩周后納米顆粒粒徑增大了最少3倍，這對今后的長期分散穩(wěn)定性有一定的影響。