[发明专利]一种表面改性的纳米二氧化钛及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业填料领域，特别是一种表面改性的纳米二氧化钛及其制备方法。

背景技术

纳米二氧化钛是一种重要的多用途无机功能材料，具有许多优异的性能，广泛应用于汽车工业、化妆品、废水处理、涂料等行业，可采用化学沉淀法、溶胶-凝胶法、水解法、微乳液法、气凝胶法、醇钛盐热解法、化学气相沉积法制备；未经表面处理的纳米二氧化钛表面一般被极性基团（如-OH）所包覆，所以纳米二氧化钛容易因极性吸附或吸湿而产生团聚，成为带有若干弱连接界面的尺寸较大的团聚体，并且难以分散于有机溶剂中，从而使其在工业上的应用受到了很大的限制；因此对纳米二氧化钛进行表面修饰，提高其在溶剂中的分散性、减少二次团聚是非常重要的，我国纳米二氧化钛产量虽然大但是产品质量不高，与国外一些知名企业的产品差距较大。所以研发出一种生产高品质改性纳米二氧化钛的方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面改性的纳米二氧化钛及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种表面改性的纳米二氧化钛，由下列重量份的原料制备制成：纳米二氧化钛85-90、纳米氮化硼粉2-3、纳米碳酸钙2.5-3、石蜡1-2、石墨烯2-3、辛酸/癸酸甘油三酯1-2、双癸二酸酯3-4、二甘醇二苯甲酸酯4-5、PVC树脂6-7、改性二氧化硅2-3；

所述改性二氧化硅由以下重量份的原料制成：二氧化硅55-60、纳米麦饭石粉2-4、纳米级硅微粉4-6、二缩三丙二醇二丙烯酸酯5-7、1-羟乙基-2-油基咪唑啉1-2、环烷酸钴3-4、丙烯酸缩水甘油酯3-5、EDTA二钠2-4、水50-60；制备方法是首先加入纳米二氧化硅、纳米麦饭石粉、纳米级硅微粉、1-羟乙基-2-油基咪唑啉、水搅拌均匀，形成悬浮液，在55-60℃下烘干至含水量2-3%，然后立即加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯、环烷酸钴、丙烯酸缩水甘油酯，加热至130-150℃，混合搅拌25-35分钟，冷却至室温，然后加入其余剩余成分，1200-1500转/分条件下搅拌1-2小时，在60-70℃下烘干，研磨即得。

本发明所述一种表面改性的纳米二氧化钛，由以下具体步骤制成：

（1）将纳米二氧化钛、纳米氮化硼粉、纳米碳酸钙、石蜡、石墨烯混合均匀加入研磨机内，以1500-2000转/分钟 的速度研磨 15-20 分钟，得混合粉末待用；

（2）将辛酸/癸酸甘油三酯、双癸二酸酯放入混料筒中，升温至80-90℃之间，保温搅拌半小时，继续加入二甘醇二苯甲酸酯、PVC树脂，继续升温至130-160℃，搅拌15-20分钟后倒出，冷却后研磨，得胶粉；

（3）将混合粉末与胶粉混合均匀，加入适量水，搅拌均匀，在80℃下超声振荡1-2小时，然后继续研磨20-30分钟，形成混悬液待用；

（4）将混悬液与改性二氧化硅混合，800-1000转/分下搅拌10-15分钟，烘干、放入纳米粉碎机中粉碎即得。

本发明的有益效果是：本发明通过添加具有良好的表面张力的纳米氮化硼粉、石墨烯等对纳米二氧化钛进行表面改性，增加了表面张力，通过与高分子聚合物的结合，提高了纳米二氧化钛与有机物质的相容性，该改性材料可用在纤维、工程塑料、涂料等领域,提高材料的力学性能以及抗老化性能。

具体实施方案

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种表面改性的纳米二氧化钛，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：纳米二氧化钛85、纳米氮化硼粉2、纳米碳酸钙2.5、石蜡1、石墨烯2、辛酸/癸酸甘油三酯1、双癸二酸酯3、二甘醇二苯甲酸酯4、PVC树脂6、改性二氧化硅2；

所述改性二氧化硅由以下重量份（公斤）的原料制成：二氧化硅55、纳米麦饭石粉2、纳米级硅微粉4、二缩三丙二醇二丙烯酸酯5、1-羟乙基-2-油基咪唑啉1、环烷酸钴3、丙烯酸缩水甘油酯3、EDTA二钠2、水50；制备方法是首先加入纳米二氧化硅、纳米麦饭石粉、纳米级硅微粉、1-羟乙基-2-油基咪唑啉、水搅拌均匀，形成悬浮液，在55-60℃下烘干至含水量2-3%，然后立即加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯、环烷酸钴、丙烯酸缩水甘油酯，加热至130-150℃，混合搅拌25-35分钟，冷却至室温，然后加入其余剩余成分，1200-1500转/分条件下搅拌1-2小时，在60-70℃下烘干，研磨即得。

本发明所述一种表面改性的纳米二氧化钛，由以下具体步骤制成：