[发明专利]月桂酸改性纳米二氧化钛及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了月桂酸改性纳米二氧化钛及其制备方法和应用，其制备方法包括：将二氧化钛纳米线和六偏磷酸钠按质量比1：0.005混合后，加入适量去离子水磁力搅拌打浆，滴加氢氧化钠来调节pH值至3～6，加入与二氧化钛纳米线质量比为60：1～4的月桂酸，磁力搅拌下于65～95℃恒温水浴加热0.5～2小时，静置陈化，抽滤，于80～90℃反应12～36小时，所得月桂酸改性二氧化钛纳米线450℃时的热失重率为9.90％～10.00％。本发明中月桂酸与纳米二氧化钛结合形成表面化学键，使纳米二氧化钛具有亲油疏水性，能均匀溶解于有机溶剂中长时间保持稳定性，还能在较为湿润的环境下长期使用，可用于防水喷涂油漆。

技术领域

本发明属于材料改性技术领域，具体涉及月桂酸改性纳米二氧化钛及其制备方法和应用。

背景技术

常见的制备纳米二氧化钛(TiO₂)的方法可归纳为物理法和化学法；其中，物理气相沉积法是利用电弧、高频或等离子体等高稳热源将原料加热，使之气化或形成等离子体，然后骤冷使之凝聚成纳米粒子，以真空蒸发法最为常见，纳米粒子的粒径大小及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控制。化学法是利用挥发性金属化合物的蒸汽通过化学反应生成所需化合物，制备的纳米TiO₂粒度细且化学活性高，粒子呈球形，单分散性好，可见光透过性好，吸收屏蔽紫外线能力强，而且该过程易于放大实现连续化生产，但一次性投资大，同时需要解决纳米二氧化钛粉体的收集和存放的问题。

普通纳米二氧化钛的粒径很小，表面能非常高，导致其活性非常强，处于热力学不稳定的状态，非常容易聚集在一起。现有技术制备的纳米二氧化钛比表面积大，亲水性强，不利于应用在水分较高的环境中；另外由于纳米二氧化钛的表面亲水性非常强，很难均匀的分散在有机溶剂中，从而降低纳米二氧化钛的使用效果，例如普通的纳米二氧化钛在涂料应用中十分广泛，但很难长时间均匀溶解在涂料溶剂中，容易形成聚集产生沉淀、结块等现象。

发明内容

为克服现有技术的上述不足，本发明提供了一种月桂酸改性纳米二氧化钛，其450℃的热失重率为9.90％～10.00％。

根据本发明所述月桂酸改性纳米二氧化钛的一些实施方式，所述改性纳米二氧化钛的450℃时热失重率为9.98％。

本发明还提供了一种月桂酸改性纳米二氧化钛的制备方法，采用水热法对纳米二氧化钛进行表面改性，包括以下步骤：

(1)将质量比为1：0.005的二氧化钛纳米线和六偏磷酸钠混合后，加入适量去离子水，在磁力搅拌的条件下打浆一小时，得到浆液；

(2)滴加氢氧化钠来调节浆液的pH值至3～6，加入与所述二氧化钛纳米线质量比为60：1～4的月桂酸，在磁力搅拌的条件下65～95℃恒温水浴加热0.5～2小时；

(3)上述反应物静置陈化半小时后抽滤，在80～90℃的烘干炉中反应12～36小时。

根据本发明所述制备方法的一些实施方式，步骤(2)中，所述二氧化钛纳米线和月桂酸的质量比为20：1。

根据本发明所述制备方法的一些实施方式，步骤(2)中，调节浆液的pH值至5。

根据本发明所述制备方法的一些实施方式，步骤(2)中，恒温水浴加热的温度为85℃。

根据本发明所述制备方法的一些实施方式，步骤(2)中，恒温水浴加热时间为1.5小时。

根据本发明所述制备方法的一些实施方式，还包括将所得月桂酸改性纳米二氧化钛研磨干燥的步骤。

本发明还提供了上述任一月桂酸改性纳米二氧化钛的应用，特别是在防水喷涂油漆上的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：