[发明专利]改性纳米二氧化钛材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种改性纳米二氧化钛材料，所述改性纳米二氧化钛材料包括：纳米二氧化钛，以及包覆于纳米二氧化钛表面的聚乙烯吡咯烷酮。通过将聚乙烯吡咯烷酮包覆于纳米二氧化钛的表面，有效地克服了纳米二氧化钛颗粒间的二次团聚现象，使其保持在纳米级，获得分散性能较好的改性纳米二氧化钛材料，从而保证了纳米二氧化钛原有的优异的性能。此外，改性后的纳米二氧化钛材料的抗菌性能明显增强。进一步地，本发明所述的改性纳米二氧化钛材料所需原料安全、无毒并且廉价，可工业化放大生产。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，特别是涉及一种改性纳米二氧化钛材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种收录于化妆品目录的原料，可作为稳定剂、粘合剂、悬浮剂等作用成分在美容行业中使用，由于其具有安全、无毒的优势，聚乙烯比咯烷酮也可应用在指甲、头皮和皮肤的表层作为一种干爽的薄膜使用，同时由于其本身的稳定性，使得其在光固涂料、分离膜、光导纤维、激光视盘、医用高分子等新型高科技技术领域的应用也日益受到关注。

纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，它在光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和块材相比有显著不同，因而在多个领域中得到广泛的应用。纳米二氧化钛作为一种附加值很高的功能精细无机材料，具有粒径小、比表面积大、光催化活性强、吸收性能好、吸收紫外线能力强、表面活性大、热导性好以及良好的耐候性、耐腐蚀性、抗紫外线能力强等特点，并且具有较好的稳定性，对人体无毒、无害、无二次污染、价格低廉，在多个方面具有广阔的应用前景。

纳米产品的性能很大程度上依赖纳米粒子的分散程度，但纳米二氧化钛因其粒径小、比表面积大以及比表面能高，在制备过程中或后处理过程中由于颗粒间存在的范德华力和库仑力，纳米二氧化钛颗粒极易发生团聚形成二次颗粒，导致最终应用时失去颗粒应有的物性和功能。同时，在一定程度上，纳米二氧化钛颗粒本身对生物体具有低毒性，而当其发生团聚后形成的大颗粒对生物体的毒性会明显增强。因此，纳米二氧化钛颗粒本身的强极性和颗粒的微细化，使得纳米二氧化钛颗粒不易在非极性介质中分散，在极性介质中又易于凝聚，直接影响其抗菌性能及其他性能的发挥，从而限制了其应用。

发明内容

基于此，本发明提供了一种改性纳米二氧化钛材料，其分散性能较好，不易团聚，并且抗菌性能较强。

本发明通过如下技术方案实现。

一种改性纳米二氧化钛材料，所述改性纳米二氧化钛材料包括：纳米二氧化钛，以及包覆于纳米二氧化钛表面的聚乙烯吡咯烷酮。

在其中一个实施例中，所述聚乙烯吡咯烷酮的粒径为70nm～90nm。

在其中一个实施例中，所述聚乙烯吡咯烷酮与所述纳米二氧化钛的质量比为(0.08～1):1。

本发明还提供一种如上所述的改性纳米二氧化钛材料在涂层、塑料、陶瓷、化妆品、医用骨科材料、牙科材料或无纺布中的应用。

本发明还提供一种如上所述的改性纳米二氧化钛材料的制备方法，包括如下步骤：

将纳米二氧化钛、聚乙烯吡咯烷酮与分散介质混合，研磨。

在其中一个实施例中，研磨采用球磨的方式。

在其中一个实施例中，球磨采用的研磨介质为氧化锆珠。

在其中一个实施例中，所述氧化锆珠的粒径为0.1mm～1.0mm。

在其中一个实施例中，球磨的条件包括：转速为200r/min～800r/min；时长为1h～6h。

在其中一个实施例中，所述聚乙烯吡咯烷酮、所述纳米二氧化钛与所述分散介质的质量比为(0.08～1):1:(100～10000)。

在其中一个实施例中，所述分散介质为水。