[发明专利]一种水相速溶二氧化钛材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按重量份比例取各原料：烯键式不饱和单体1-40份、亲水性功能单体0.1-30份、有机硅0.1-10份、乳化剂0.1-2份、引发剂0.05-0.5份、水30-130份、二氧化钛100份；

2）将烯键式不饱和单体、亲水性功能单体、有机硅、乳化剂和少量水混合，在室温条件下搅拌0.5-1h进行预乳化，得到稳定的预乳化液；

3）聚合反应采用常规乳液聚合的方法：将预乳化液、引发剂加入到水中，60-85℃条件下反应0.5-5h，形成具有可反应官能团的聚合物乳液；或者采用种子乳液的方法：将部分预乳化液、部分引发剂加入到余量水中，60-85℃条件下反应0.5-2h，形成种子乳液；再将余量的预乳化液和引发剂加入到种子乳液中，然后在60-85℃条件下继续反应0.5-3h，形成具有可反应官能团的聚合物乳液；

4）将具有可反应官能团的聚合物乳液加入到二氧化钛浆料中，于60-85℃反应0.5-3h，形成表面接枝聚合物微球或被聚合物微球层包裹的二氧化钛改性浆料；或者二氧化钛改性浆料经干燥制得二氧化钛改性粉体；

所述烯键式不饱和单体为：苯乙烯、二乙烯基苯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、丁二烯、异戊二烯、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸（甲基）异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上的混合物；

所述乳化剂由离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂混合组成；所述离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和烯丙氧基羟丙基磺酸钠中的一种或两种以上的混合物；所述非离子型乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇月桂酸酯中的一种或两种以上的混合物；

所述水相速溶二氧化钛材料可在5秒内肉眼观察到与水迅速混溶；

所述亲水性功能单体为N-羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和N-(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺中的一种或两种以上的混合物；

所述有机硅为含双键的烷氧基硅化合物或含双键的氯硅烷。

2.如权利要求1所述水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂为热分解引发剂如过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠、过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种以上的混合物；或者采用氧化还原引发剂如过硫酸盐-亚硫酸氢盐、过硫酸盐-硫醇、过氧化氢-亚铁盐中的一种或两种以上的混合物。

3.如权利要求1所述水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述二氧化钛浆料为将二氧化钛粉体或滤饼均匀分散在50-100份水中获得固含量为10-50%的二氧化钛浆料，或采用有机硅对二氧化钛浆料进行改性后的二氧化钛浆料。

4.如权利要求3所述水相速溶二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，二氧化钛为金红石型、锐钛矿型、或表面有无机包覆层的纳微级二氧化钛；无机包覆层为氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铈、氧化硼、氧化锌、五氧化二磷、磷酸钙、磷酸镁和磷酸铝中的任意一种或多种；二氧化钛的粒径在50~800nm。

5.采用权利要求1至4任一所述制备方法制备得到的水相速溶二氧化钛材料。

6.权利要求5所述水相速溶二氧化钛材料在生产水性涂料方面的应用。