[发明专利]一种纳米二氧化钛改性方法以及应用该改性纳米二氧化钛的涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学、化工、功能涂料技术领域，具体涉及到一种纳米二氧化钛改性方法以及应用该改性纳米二氧化钛的涂料的制备方法。

背景技术

纳米二氧化钛（TiO2）具有纳米粒子特有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，还具有光催化活性高、紫外线屏蔽能力强、热导性好、分散性好等独特的性能。研究表明，将纳米二氧化钛配制成光催化净化大气环保涂料，利用二氧化钛光催化剂产生活性氧，并配合雨水的作用可将大气中的氮氧化物(NO x )及硫化物变成 HNO3、H2SO4而除掉，该净化涂料对空气中NO x净化效果良好，在太阳光下降解率高达到 97%，同时还可降解大气中的其他污染物，如卤代烃、醛类、多环芳烃等。

但纳米二氧化钛自身的强极性和颗粒的微细化，使其不易在非极性介质中分散，而在极性介质中又易于凝聚，这会使纳米二氧化钛涂料强度低、耐候性差、易粉化，其实际使用范围受限。因此为获得性能优越的纳米二氧化钛，必须对其进行表面改性。

发明内容

为了提高纳米二氧化钛的分散性，进而提高纳米二氧化钛涂料的涂膜强度、耐候性等性能，本发明提供了一种纳米二氧化钛改性方法以及应用该改性纳米二氧化钛的涂料的制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种纳米二氧化钛改性方法以及应用该改性纳米二氧化钛的涂料的制备方法，步骤如下：

步骤1. 将锐钛型与金红石型混合相纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、无水乙醇、去离子水混合，其中无水乙醇质量体积比大于去离子水的质量体积比；

步骤2. 将步骤1所得混合液先磁力搅拌，后超声分散；

步骤3. 将步骤2所得混合液自然风干；

步骤4. 使用无水乙醇洗涤步骤3所得纳米二氧化钛，二次自然风干，得到改性纳米二氧化钛；

步骤5. 在步骤4所得改性纳米二氧化钛中依次加入钛酸酯偶联剂、丙二醇甲醚醋酸酯、丙烯酸酯共聚乳液，磁力搅拌，得涂料。

本发明的有益效果是：

本发明利用磁力搅拌、超声分散钛对纳米二氧化钛、酸酯偶联剂、无水乙醇、去离子水的混合液进行搅拌发散，以增加了纳米二氧化钛的分散性，而自然风干可避免纳米二氧化钛板结或团聚，进一步增加其分散性，进而提高纳米二氧化钛涂料的涂膜强度、耐候性等性能。

具体实施方式

下面以实施例对本发明作进一步说明。

实施例1，纳米二氧化钛改性方法，步骤如下。

步骤1. 将锐钛型与金红石型混合相纳米二氧化钛（50g）、钛酸酯偶联剂（TC-201、20mL）、无水乙醇（300mL）、去离子水（40mL）混合；其中锐钛型纳米二氧化钛与金红石型纳米二氧化钛的质量比为4:1。

步骤2. 将步骤1所得混合液先磁力搅拌（PH5.5~6.2、水浴40℃、4h），然后超声分散（水浴45~46℃、1h）。

步骤3. 将步骤2所得混合液自然风干（置于通风百叶橱中）。

步骤4. 使用无水乙醇（100mL）洗涤步骤3所得纳米二氧化钛，二次自然风干，得到改性纳米二氧化钛。

实施例1所得改性纳米二氧化钛具有良好的分散性：混合相纳米二氧化钛表面活性大于纯锐钛型纳米二氧化钛，改性效果好；自然风干可避免纳米二氧化钛板结或团聚；无水乙醇的质量百分浓度较大，加快了自然风干的速度；洗涤和二次自然风干进一步提高了纳米二氧化钛的分散性。

实施例2，应用该改性纳米二氧化钛的涂料的制备方法，布置如下。

步骤5. 在步骤4所得改性纳米二氧化钛中依次加入钛酸酯偶联剂（TC-201、30mL）、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA溶剂、50mL）、丙烯酸酯共聚乳液（900mL），磁力搅拌（常温、10~15min），得涂料。

实施例2所得涂料具有良好的涂膜强度与耐候性：钛酸酯偶联剂用于防沉淀，加强涂层强度；PMA溶剂对极性和非极性物质都有溶解力，能增加纳米二氧化钛的分散度，且挥发快，具有催干效果。

显然，本发明的上述实施例仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。