[发明专利]一种球状纳米钛酸钠的制备方法

说明书

本申请公开了一种球状纳米钛酸钠的制备方法，依次包括如下步骤：S1将水溶性含钠原料放入乳化机中，加热并搅拌；S2将纳米含钛原料加入乳化机中，加热至回流温度后，乳化机高速搅拌8～12h；S3降温后，用酸调节pH至6～8，加入偶联剂继续搅拌0.5～1.5h；S4脱水、干燥、粉碎、分级后得到球状纳米钛酸钠。本发明的优点在于纳米钛酸钠的结构为球状，流动性最好，并且摩擦时不会产生纤维，添加在塑料或者橡胶中可以起到增加强度、增加耐磨性的作用。

技术领域

本申请属于化工领域，特别涉及一种球状纳米钛酸钠的制备方法。

背景技术

钛酸钠用途广泛，主要用于复合材料的增强，改性工程塑料，增强陶瓷、金属、摩擦材料，还可用于隔热耐热材料、催化剂载体，热喷涂及红外线反射涂料。在摩擦材料中作为摩擦调节剂使用，不具有石棉那样致癌性的钛酸钠纤维，主要被广泛用于汽车用刹车片。含有钛酸钠纤维的摩擦材料，换东西优异，具有即使发挥良好的制动效果也不损失制动盘的优点。但是含有钛酸钠纤维的摩擦材料，在低温区域的摩擦系数低，在对应汽车等高速化和制动装置的小型化、轻质化等时，必须在摩擦阻抗性优异的同时，具有更高的摩擦系数，该高摩擦系数在从低温区域到高温区域的广泛温度范围中能够稳定地维持。

为了解决这样的问题，提出了含有六钛酸钠多结晶纤维的摩擦材料，但是由于钛酸钠呈纤维状，流动性差，在制造摩擦材料时易出现沉积在进料通道的壁上和堵塞通道的倾向，成为本领域的一个问题点。同时由于纤维材料易吸入呼吸道，危害人体健康，许多国家已经对纤维材料提出了限用。

专利CN 100384742 C、专利CN 100455517 C、专利CN 101602483 B公开的钛酸钠均为钛酸钠纳米管，专利CN 101117728 A、专利CN 101363136 A、专利CN 104192893 A公开的六钛酸钠均为晶须材料，由于纤维材料易吸入呼吸道，危害人体健康，许多国家已经对纤维材料提出了限用。

发明内容

本发明将水溶性含钠原料放入乳化机中，在高温高速搅拌的情况下加入纳米含钛原料，经过一段时间的反应后，调节pH至中性后，加入偶联剂后，脱水、干燥、粉碎、分级得到球状纳米钛酸钠。纳米钛酸钠的结构为球状，流动性最好，并且摩擦时不会产生纤维，添加在塑料或者橡胶中可以起到增加强度、增加耐磨性的作用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种球状纳米钛酸钠的制备方法，依次包括如下步骤：

S1将水溶性含钠原料放入乳化机中，加热并搅拌；

S2将纳米含钛原料加入乳化机中，加热至回流温度后，乳化机高速搅拌8～12h；

S3降温后，用酸调节pH至6～8，加入偶联剂继续搅拌0.5～1.5h；

S4脱水、干燥、粉碎、分级后得到球状纳米钛酸钠。

进一步地，在上述球状纳米钛酸钠的制备方法中，步骤S1中，所述水溶性含钠原料为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种的水溶液，其浓度为0.1～1mol/L，步骤S1中，加热温度为60～85℃，搅拌速度为7000～16000rpm。

进一步地，在上述球状纳米钛酸钠的制备方法中，步骤S2中，所述纳米含钛原料为金红石型氧化钛、锐钛型氧化钛、板钛型氧化钛或偏钛酸中的一种或多种，其粒径为1nm～50nm，所述钛元素与钠元素质量比为0.1～2:10。

进一步地，在上述球状纳米钛酸钠的制备方法中，步骤S3中，降温后温度为50～80℃，所用酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种。

进一步地，在上述球状纳米钛酸钠的制备方法中，步骤S3中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硬脂酸盐中的一种或多种，所述偶联剂与纳米含钛原料的质量比为0.5～5:100。