專利名稱：一種納米氧化物分散體組合物及其制備方法
一種納米氧化物分散體組合物及其制備方法
才支術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及分散體組合物及其制備方法領(lǐng)域，特別涉及一種納米氧化物 分散體組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著納米材料行業(yè)的發(fā)展，目前市場上出現(xiàn)了大量納米氧化物粉體產(chǎn)品， 但一般都不能直接用于各種復(fù)合材料的添加，需要對其進(jìn)行表面改性，制作 成各種狀態(tài)后使用。在水性涂料中添加納米材料是提高水性涂料性能的一個 好辦法，但一般要先做成納米氧化物分散體的形式，再把納米氧化物分散體 直接加入各種水性體系的高分子溶液中，提高現(xiàn)有高分子材料膜的性能。
現(xiàn)有普通納米氧化物產(chǎn)品在水性涂料中的用法是，直接和其他粉體一起
制成漿料，或單獨制備漿料。其通常的制備方法是采用在水中添加助劑、 粉體等，攪拌均勻后再研磨制得，但這種辦法制備的漿料在短期內(nèi)可能會返 粗，納米粉體的團(tuán)聚趨勢沒有得到根本解決，所以貯存的穩(wěn)定性得不到提高， 或在立即添加到涂料中后出現(xiàn)在團(tuán)聚現(xiàn)象，所用的納米粉體在涂料成膜后的 膜中沒有表現(xiàn)出納米狀態(tài)。雖然添加了納米漿料，但沒有體現(xiàn)出納米涂料應(yīng) 該具有的優(yōu)異的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米氧化物分散體組合物及其制備方法。該 納米氧化物分散體組合物在制備過程中加入了化學(xué)助劑，用砂磨和超聲波手 段，得到穩(wěn)定的納米氧化物分散體組合物；該納米氧化物分散體組合物加入 涂料(特別是水性涂料)中，可以增加涂料的抗菌性、耐磨性和疏水性等。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提供的納米氧化物分散體組合物，由10-40重量份的納米氧化物、 4. 5-5. 7重量份的分散劑、1. 5-2. 5重量份的增稠劑、1. 5-1. 8重量份的pH 調(diào)節(jié)劑、0. 3-0. 6重量份的消泡劑和30-80重量份的去離子水組成；
所述納米氧化物為納米A1203、納米Ti02和納米Zn0中的一種、二種或三種；
所述分散劑為壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺組成的混合物； 所述增稠劑為改性脲增稠劑BYK420;
所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-曱基-1 -丙醇中的 一種、 二種或三種；所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑BYK028。
本發(fā)明提供的納米氧化物分散體組合物的制備方法，其制備步驟如下 1)按照以下重量份配比備料
納米氧化物混合物10-40重量份、分散劑4.5-5.7重量份；增稠劑 1. 5-2. 5重量份；pH調(diào)節(jié)劑1. 0-2. 5重量份；消泡劑0. 3-0. 8重量份；去離 子水30-80重量份；
所述納米氧化物為納米A1203、納米Ti02和納米ZnO中的一種、二種或三
種；
所述分散劑為壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺組成的混合物； 所述增稠劑為改性脲增稠劑BYK420;
所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-曱基-l-丙醇中的一種、 二種或三種；
所述消泡劑為有枳^圭消泡劑BYK028;
2 )在砂、磨機(jī)中加入步驟1 )的去離子水、分散劑和消泡劑進(jìn)行砂磨處理， 砂磨時用冷卻水進(jìn)行冷卻使保持常溫下進(jìn)行砂、磨； 3)在分散容器中，加入步驟1)的納米氧化物； 4 )砂磨80 - 120分鐘，形成*體漿料；
5) 將制備好的分散體漿料加入超聲波發(fā)生器中，超聲40—80分鐘；
6) 常溫下，在超聲后的分散體漿料中加入步驟l)的增稠劑和pH調(diào)節(jié) 劑，pH值調(diào)到8-lQ,攪拌均勻，出料，制得納米氧化物M體組合物，陰 涼處保存。
本發(fā)明的納米氧化物分散體組合物及其制備方法具有以下優(yōu)點 本發(fā)明的納米氧化物分散體組合物制備方法簡單，所制備的納米氧化物 分散體組合物貯存穩(wěn)定，可以直接加入到水性體系的高分子材料中，增加或 提高高分子材料的各種性能，如增加涂料的抗菌性、耐磨性和疏水性等。
具體實施例方式
下面通過具體實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。實施例1
按照以下步驟生產(chǎn)納米氧化物分散體:
1、 按照以下重量份配比備料
納米氧化鋅 10
聚丙烯酰胺(分散劑) 4.0
壬基酚聚氧乙烯醚(分散劑) 0.5
去離子水(H20) 30
三乙醇胺(pH調(diào)節(jié)劑) 1.0
氨水(pH調(diào)節(jié)劑) 0.5
消泡劑(BYK-028 ) 0. 3
增稠劑(BYK-420 ) 1. 5
2、 按照如下步驟制備
1 )在砂磨機(jī)中加入步驟1 )的去離子水、分散劑和消泡劑進(jìn)行砂磨處理， 砂磨時用冷卻水進(jìn)行冷卻使保持常溫下進(jìn)行砂、磨；
2)在分散的情況下加入納米氧化鋅，20分鐘內(nèi)加完； 3 )砂磨80分鐘，形成納米分散體；
4) 把制備好的納米分散體加入超聲波發(fā)生器中，超聲50分鐘；
5) 常溫下，把超聲后的漿料加入1.5重量份的增稠劑和1.5重量份pH 調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻，出料，陰涼處保存。
所獲得的納米氧化物分散體的性能指標(biāo)如下 固體含量 pH值
粘度(25±0. 5°C) 貯存期
實施例2
按照以下步驟生產(chǎn)納米氧化物分散體 1、按照以下重量份配比備料 納米氧化確太
聚丙烯酰胺(分散劑) 壬基酚聚氧乙烯醚(分散劑) 去離子水
20. 8% 8. 5
25s 6個月
20 3. 5
1
50三乙醇胺(pH調(diào)節(jié)劑) 0.5
2-氨基-2-曱基-1-丙醇(pH調(diào)節(jié)劑) 0.5
氨水(pH調(diào)節(jié)劑) 0.5
BYK-028 (消泡劑) 0.5
BYK-420 (增稠劑) 2. 0 2、按照如下步驟制備
1 )在砂磨機(jī)中加入步驟1 )的去離子水、分散劑和消泡劑進(jìn)行砂磨處理， 砂磨時用冷卻水進(jìn)行冷卻使保持常溫下進(jìn)行砂磨；
2) 在分散的情況下加入納米氧化鋅，20分鐘內(nèi)加完；
3) 砂磨80 - 120分鐘，形成納米分散體；
4) 把制備好的納米分散體加入超聲波發(fā)生器中，超聲65分鐘；
5) 常溫下，把超聲后的漿料加入2. 0重量份的增稠劑和1.5重量份的 pH調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻，出料，陰涼處保存。
所獲得的納米氧化物分散體的性能指標(biāo)如下
固體含量 25. 5%
pH值 8.3
粘度(25 ± 0. 5°C ) 28s
貯存期 6個月。
實施例3
按照以下步驟生產(chǎn)納米氧化物分散體
1、按照以下重量份配比備料
納米氧化鋅 10
納米氧化鈦 10
聚丙烯酰胺(分散劑) 4.0
壬基酚聚氧乙烯醚(分散劑) 1.5
去離子水(H20) 50
2-氨基-2-曱基-1-丙醇(pH調(diào)節(jié)劑) 1. 5 BYK-028 (消泡劑) 0.6 BYK-420 (增稠劑) 1. 8
2、按照如下步驟制備
1 )在砂磨機(jī)中加入步驟1 )的去離子水、分散劑和消泡劑進(jìn)行砂磨處理，砂磨時用冷卻水進(jìn)行冷卻使保持常溫下進(jìn)行砂磨；
2)在M的情況下加入納米氧化鈦和氧化鋅，20分鐘內(nèi)加完； 3 )砂磨110分鐘，形成納米分散體；
4) 把制備好的納米分散體加入超聲波發(fā)生器中，超聲40分鐘；
5) 常溫下，把超聲后的漿料加入1. 8重量份的增稠劑和1. 5重量份的 pH調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻，出料，陰涼處保存。
所獲得的納米氧化物*體的性能指標(biāo)如下 固體含量 25. 2%
pH值 8.8 粘度(25土0. 5°C) 27s 貯存期 6個月。
實施例4
按照以下步驟生產(chǎn)納米氧化物分散體 1 、按照以下重量份配比備料 納米氧化鋁 10 納米氧化鋅 10 納米氧化鈦 20 聚丙烯酰胺 4. 5
壬基酚聚氧乙烯醚 1,2 去離子水(H20) 80 氨水(pH調(diào)節(jié)劑) 1.8 028 (消泡劑) 0.6 BYK-420 (增稠劑) 2. 5
2、按照如下步驟制備
1 )在砂磨機(jī)中加入步驟1 )的去離子水、分散劑和消泡劑進(jìn)行砂磨處理， 砂磨時用冷卻水進(jìn)行冷卻使保持常溫下進(jìn)行砂磨；
2) 在分散的情況下加入納米氧化鋁，20分鐘內(nèi)加完；
3) 砂磨100分鐘，形成納米分散體；
4) 把制備好的納米分散體加入超聲波發(fā)生器中，超聲60分鐘；
5 )常溫下，把超聲后的漿料加入增稠劑2. 5重量份和pH調(diào)節(jié)劑1. 8重 量份，攪拌均勻，出料，陰涼處保存。所獲得的納米氧化物分散體的性能指標(biāo)如下
固體含量 36%
pH值 9. 5
粘度(25士0. 5。C) 29s
貝i存期 6個月。
權(quán)利要求
1、一種納米氧化物分散體組合物，由10-40重量份的納米氧化物、4.5-5.7重量份的分散劑、1.5-2.5重量份的增稠劑、1.5-1.8重量份的pH調(diào)節(jié)劑、0.3-0.6重量份的消泡劑和30-80重量份的去離子水組成；所述納米氧化物為納米Al2O3、納米TiO2和納米ZnO中的一種、二種或三種；所述分散劑為壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺組成的混合物；所述的增稠劑為改性脲增稠劑BYK-420；所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一種、二種或三種；所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑BYK-028。
2、 一種權(quán)利要求1所述的納米氧化物分散體組合物的制備方法，其制 備步驟如下1)按照以下重量份配比備料納米氧化物混合物10-40重量份、分散劑4.5-5.7重量份；增稠劑 1. 5-2. 5重量份；pH調(diào)節(jié)劑1. 0-2. 5重量份；消泡劑0. 3-0. 8重量份；去離 子水30-80重量份；所述納米氧化物為納米A1203、納米Ti02和納米ZnO中的一種、二種或三種；所述分散劑為壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺組成的混合物； 所述增稠劑為改性脲增稠劑BYK-420;所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-曱基-1-丙醇中的一種、 二種或三種；所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑BYK-028;2 )在砂磨機(jī)中加入步驟1 )的去離子水、分散劑和消泡劑進(jìn)行砂磨處理， 砂磨時用冷卻水進(jìn)行冷卻使保持常溫下進(jìn)行砂磨； 3)在分散容器中，加入步驟l)的納米氧化物； 4 )砂磨80 - 120分鐘，形成分散體漿料；5) 將制備好的分散體漿料加入超聲波發(fā)生器中，超聲40—80分鐘；6) 常溫下，在超聲后的分散體漿料中加入步驟l)的增稠劑和pH調(diào)節(jié) 劑，pH值調(diào)到8-10，攪拌均勻，出料，制得納米氧化物分散體組合物，陰涼處保存。
全文摘要
本發(fā)明涉及的納米氧化物分散體組合物，由納米氧化物、分散劑、增稠劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑和去離子水組成；納米氧化物為納米Al₂O₃、納米TiO₂和納米ZnO中的一種、兩種或三種；分散劑為壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺；增稠劑為改性脲增稠劑；pH調(diào)節(jié)劑為氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一種、兩種或三種；消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。其制備是砂磨機(jī)中加去離子水、分散劑和消泡劑進(jìn)行砂磨處理；在分散的情況下加入納米氧化物；經(jīng)砂磨成納米分散體；再進(jìn)行超聲；常溫下，再加入增稠劑和pH調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻，得納米氧化物分散體組合物；該分散體陰涼處貯存穩(wěn)定，加至涂料中，可提高涂料的抗菌性、耐磨性和疏水性。
文檔編號C09C3/04GK101565568SQ20081010459
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者郝國防 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所