[發(fā)明專(zhuān)利]一種納米二氧化鈦改性方法以及應(yīng)用該改性納米二氧化鈦的涂料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710099948.0
• 申請(qǐng)日: 2017-02-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107043567A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐晨毓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 徐晨毓
• 主分類(lèi)號(hào): C09D7/12
• 分類(lèi)號(hào): C09D7/12;C09D7/02;C09D133/04
• 代理公司: 舟山固浚專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)33106
• 代理人: 楊康星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)、化工、功能涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種納米二氧化鈦改性方法以及應(yīng)用該改性納米二氧化鈦的涂料的制備方法。

背景技術(shù)

納米二氧化鈦（TiO2）具有納米粒子特有的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，還具有光催化活性高、紫外線屏蔽能力強(qiáng)、熱導(dǎo)性好、分散性好等獨(dú)特的性能。研究表明，將納米二氧化鈦配制成光催化凈化大氣環(huán)保涂料，利用二氧化鈦光催化劑產(chǎn)生活性氧，并配合雨水的作用可將大氣中的氮氧化物(NO x )及硫化物變成 HNO3、H2SO4而除掉，該凈化涂料對(duì)空氣中NO x凈化效果良好，在太陽(yáng)光下降解率高達(dá)到 97%，同時(shí)還可降解大氣中的其他污染物，如鹵代烴、醛類(lèi)、多環(huán)芳烴等。

但納米二氧化鈦?zhàn)陨淼膹?qiáng)極性和顆粒的微細(xì)化，使其不易在非極性介質(zhì)中分散，而在極性介質(zhì)中又易于凝聚，這會(huì)使納米二氧化鈦涂料強(qiáng)度低、耐候性差、易粉化，其實(shí)際使用范圍受限。因此為獲得性能優(yōu)越的納米二氧化鈦，必須對(duì)其進(jìn)行表面改性。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高納米二氧化鈦的分散性，進(jìn)而提高納米二氧化鈦涂料的涂膜強(qiáng)度、耐候性等性能，本發(fā)明提供了一種納米二氧化鈦改性方法以及應(yīng)用該改性納米二氧化鈦的涂料的制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種納米二氧化鈦改性方法以及應(yīng)用該改性納米二氧化鈦的涂料的制備方法，步驟如下：

步驟1. 將銳鈦型與金紅石型混合相納米二氧化鈦、鈦酸酯偶聯(lián)劑、無(wú)水乙醇、去離子水混合，其中無(wú)水乙醇質(zhì)量體積比大于去離子水的質(zhì)量體積比；

步驟2. 將步驟1所得混合液先磁力攪拌，后超聲分散；

步驟3. 將步驟2所得混合液自然風(fēng)干；

步驟4. 使用無(wú)水乙醇洗滌步驟3所得納米二氧化鈦，二次自然風(fēng)干，得到改性納米二氧化鈦；

步驟5. 在步驟4所得改性納米二氧化鈦中依次加入鈦酸酯偶聯(lián)劑、丙二醇甲醚醋酸酯、丙烯酸酯共聚乳液，磁力攪拌，得涂料。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用磁力攪拌、超聲分散鈦對(duì)納米二氧化鈦、酸酯偶聯(lián)劑、無(wú)水乙醇、去離子水的混合液進(jìn)行攪拌發(fā)散，以增加了納米二氧化鈦的分散性，而自然風(fēng)干可避免納米二氧化鈦板結(jié)或團(tuán)聚，進(jìn)一步增加其分散性，進(jìn)而提高納米二氧化鈦涂料的涂膜強(qiáng)度、耐候性等性能。

具體實(shí)施方式

下面以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1，納米二氧化鈦改性方法，步驟如下。

步驟1. 將銳鈦型與金紅石型混合相納米二氧化鈦（50g）、鈦酸酯偶聯(lián)劑（TC-201、20mL）、無(wú)水乙醇（300mL）、去離子水（40mL）混合；其中銳鈦型納米二氧化鈦與金紅石型納米二氧化鈦的質(zhì)量比為4:1。

步驟2. 將步驟1所得混合液先磁力攪拌（PH5.5~6.2、水浴40℃、4h），然后超聲分散（水浴45~46℃、1h）。

步驟3. 將步驟2所得混合液自然風(fēng)干（置于通風(fēng)百葉櫥中）。

步驟4. 使用無(wú)水乙醇（100mL）洗滌步驟3所得納米二氧化鈦，二次自然風(fēng)干，得到改性納米二氧化鈦。

實(shí)施例1所得改性納米二氧化鈦具有良好的分散性：混合相納米二氧化鈦表面活性大于純銳鈦型納米二氧化鈦，改性效果好；自然風(fēng)干可避免納米二氧化鈦板結(jié)或團(tuán)聚；無(wú)水乙醇的質(zhì)量百分濃度較大，加快了自然風(fēng)干的速度；洗滌和二次自然風(fēng)干進(jìn)一步提高了納米二氧化鈦的分散性。

實(shí)施例2，應(yīng)用該改性納米二氧化鈦的涂料的制備方法，布置如下。

步驟5. 在步驟4所得改性納米二氧化鈦中依次加入鈦酸酯偶聯(lián)劑（TC-201、30mL）、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA溶劑、50mL）、丙烯酸酯共聚乳液（900mL），磁力攪拌（常溫、10~15min），得涂料。

實(shí)施例2所得涂料具有良好的涂膜強(qiáng)度與耐候性：鈦酸酯偶聯(lián)劑用于防沉淀，加強(qiáng)涂層強(qiáng)度；PMA溶劑對(duì)極性和非極性物質(zhì)都有溶解力，能增加納米二氧化鈦的分散度，且揮發(fā)快，具有催干效果。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅是為了說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮例。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。