[发明专利]一种结构稳定高比表面积的改性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，特别是一种结构稳定高比表面积的改性纳米二氧化钛及其制备方法。

背景技术

由于纳米二氧化钛具有良好的抗紫外线性能、良好的耐候性、耐化学腐蚀性、耐热性、光催化性、热稳定性、对人体无害等特征，被广泛应用于颜料如涂料、橡胶、塑料、造纸等行业，同时还作为光催化剂、光电电池、紫外线屏蔽剂等被广泛应用；二氧化钛纳米粒子表面含有羟基，极易吸附空气中的水分，呈现亲水性质，从而不易分散在有机相中，导致二氧化钛粒子与有机物之间存在严重的相分离现象。因此，在制备二氧化钛 / 聚合物纳米复合材料时，先要对纳米二氧化钛粒子进行表面改性，其目的就是降低纳米二氧化钛的表面能，改善二氧化钛的表面性质，降低粒子的表面极性。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结构稳定高比表面积的改性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：

一种结构稳定高比表面积的改性纳米二氧化钛，由下列重量份的原料制备制成：纳米二氧化钛85-90、碳纳米管2-4、塑木粉3-4、纳米氢氧化铝5.5-6.6、粉碎聚丙烯纤维3-5、硅烷偶联剂KH-5701-2、尼龙6粉末6-7、碳纤维粉2.5-3.5、古马隆4-5、松焦油2-3、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。

本发明所述一种结构稳定高比表面积的改性纳米二氧化钛，由以下具体步骤制成：

（1）将纳米二氧化钛、碳纳米管、粉碎聚丙烯纤维、碳纤维粉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）将塑木粉、纳米氢氧化铝、尼龙6粉末、松焦油放入混料筒中，升温至80-90℃之间，保温搅拌半小时，继续加入硅烷偶联剂KH-570、古马隆，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：本发明通过添加塑木粉、尼龙6粉末、古马隆等配方，增加了粉体的稳定性，又添加了改性二氧化硅增加了产品的稳定性以及吸附性，碳纤维粉易于分散，增加比表面积，与涂料混合后，涂膜均匀稳定，抗老化性好，也可用作油墨填料或者橡胶或者塑料填料。

具体实施方案

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种结构稳定高比表面积的改性纳米二氧化钛，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：纳米二氧化钛85、碳纳米管2、塑木粉3、纳米氢氧化铝5.5、粉碎聚丙烯纤维3、硅烷偶联剂KH-5701、尼龙6粉末6、碳纤维粉2.5、古马隆4、松焦油2、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。

本发明所述一种结构稳定高比表面积的改性纳米二氧化钛，由以下具体步骤制成：