一种聚合物包覆二氧化钛的方法技术

一种聚合物包覆二氧化钛的方法，其特征在于：首先用硅烷偶联剂对TiO2进行表面改性，然后将由醋酸乙烯酯25份、丙烯酸丁酯20份和α‑甲基丙烯酸5份组成的混合单体与水80份、引发剂过硫酸铵1份、乳化剂2份进行预乳化，得到预乳化混合单体乳液；往80℃TiO2浆料加入0.3份引发剂过硫酸铵，引发反应5分钟，然后将预乳化好的混合单体乳液缓慢加入到上述的TiO2浆料中，加入时间控制在2‑5小时，加入完毕后维持85℃恒温反应1小时，得到表面经包覆的TiO2浆料。

Method for coating titanium dioxide by polymer

A method of polymer coated titanium dioxide, which is characterized in that: the first use of silane coupling agent on TiO2 surface modification, and then by 25 copies of vinyl acetate and butyl acrylate and methacrylic acid 20 alpha 5 consists of a mixture of monomer and water 80, ammonium persulfate 1, emulsifier 2 a pre emulsification, by pre emulsification mixed monomer emulsion; to 80 DEG TiO2 slurry by adding 0.3 phr initiator ammonium persulfate initiator for 5 minutes, then the mixed monomer pre emulsification emulsion good slowly added to the TiO2 paste, add time control in 2 5 hours after adding maintenance 85 constant temperature reaction for 1 hours, the surface size covered by TiO2.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚合物包覆二氧化钛的方法。
技术介绍
涂料工业是二氧化钛的第一大用户，二氧化钛大部分被涂料工业所消耗。二氧化钛是涂料生产中最重要的颜料，其作用不仅仅是遮盖和装饰，更重要的是能够改善涂料的物化性能，增强化学稳定性，提高遮盖力、消色力、防腐蚀性、耐光和耐候性，增强涂膜的机械强度和附着力，防止开裂和脱落，防止紫外线和水分透过，延长物体的使用寿命；颜料级二氧化钛的粒径范围在70-100纳米，其颗粒表面含大量的羟基，很容易发生团聚，团聚后二氧化钛的遮盖能力会受到很大的影响。所以，二氧化钛使用前要进行较仔细的研磨，研磨过程中加入一定量的分散剂，目的是使二氧化钛颗粒分开，这样二氧化钛遮盖能力才能得到更大的发挥。另外，二氧化钛表面对环境非常敏感，少量的杂质就可能造成分散好的颗粒又重新发生团聚，而二氧化钛的使用范围非常广泛，使用场合千差万别，稍有不慎就会造成分散好的颗粒又重新发生团聚，所以很有必要在二氧化钛表面包覆一层保护层，将二氧化钛颗粒隔离开，避免二氧化钛颗粒的团聚，使二氧化钛的遮盖能力得到更大的发挥；本专利技术主要是在二氧化钛表面包覆醋酸乙烯酯、丙烯酸酯共聚物，应用于水性涂料中。二氧化钛表面聚合物包覆除了可以减少团聚、最大限度发挥二氧化钛的遮盖能力外，还有一些其它好处，总结起来具有以下优点：（1）可以防止二氧化钛的团聚，使其保持单分散状态，增强其遮盖力，提高了二氧化钛的利用率；（2）使用方便，将二氧化钛浆料与乳液混合再加入其它助剂即可，减少使用时将二氧化钛的干粉分散成浆料的步骤，且二氧化钛可能会发生团聚，不能有效分散；（3）使二氧化钛不必以干粉状态进行运输、使用，而是以浆料进行运输、使用，避免了二氧化钛粉尘的产生，既能起到保护环境的效果，又能减少原料的损失；（4）二氧化钛表面聚合物包覆后与乳液的相容性更好，可以提高涂料的性能；为了使聚合物包覆层能与二氧化钛表面更好地结合，本专利技术首先用带双键的硅烷偶联剂对二氧化钛表面进行改性，改性的机理为：硅烷偶联剂的作用过程四步反应，即（1）与硅相连的3个Si-X基水解成Si-OH；（2）Si-OH之间脱水缩合成含Si-OH的低聚硅氧烷；（3）低聚物中的Si-OH与基材二氧化钛表面上的OH形成氢键；（4）加热固化过程中伴随脱水反应而与基材二氧化钛形成共价键连接。一般认为，在界面上硅烷偶联剂的硅与基材二氧化钛表面只有一个键合，剩下两个Si-OH，或者与其他硅烷中的Si-OH缩合，或者介于游离状态；硅烷偶联剂改性后的二氧化钛表面，硅烷偶联剂含有不饱和双键乙烯基的基团还留在二氧化钛表面，再用引发剂过硫酸铵引发与醋酸乙烯酯、丙烯酸酯共聚物，最后得到了表面聚合物包覆的二氧化钛。
技术实现思路
一种聚合物包覆二氧化钛的方法，其特征在于：首先对TiO2进行表面改性，按重量份计将300份TiO2粉末加入到1000份水中，启动搅拌器搅拌，使TiO2粉末均匀分散在水中，加入1.5份分散剂，将得到的TiO2浆料在高速分散机上进行高速分散，得到单分散的TiO2浆料；称取3份硅烷偶联剂，加20份无水乙醇稀释，将含有硅烷偶联剂的乙醇溶液缓慢滴加到TiO2浆料中；然后滴加10%的氨水调节浆料的pH值至8-9，在搅拌条件下将TiO2浆料加热到80℃，并恒温反应1小时，得到表面经硅烷偶联剂改性的分散均匀的TiO2浆料；将由醋酸乙烯酯25份、丙烯酸丁酯20份和α-甲基丙烯酸5份组成的混合单体与水80份、引发剂过硫酸铵1份、乳化剂2份进行预乳化，得到预乳化混合单体乳液；往上述的80℃TiO2浆料加入0.3份引发剂过硫酸铵，引发反应5分钟，然后将预乳化好的混合单体乳液缓慢加入到上述的TiO2浆料中，加入时间控制在2-5小时，加入完毕后维持85℃恒温反应1小时，得到表面经包覆的TiO2浆料；所述的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷其中的一种或两种以上；所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵；所述的TiO2粉末为颜料级锐钛型TiO2；所述的分散剂为聚丙烯酸钠。具体实施方式实施例1首先对TiO2进行表面改性，将300kg颜料级锐钛型TiO2粉末加入到1000kg水中，启动搅拌器搅拌，使TiO2粉末均匀分散在水中，加入1.5kg分散剂，将得到的TiO2浆料在高速分散机上进行高速分散，得到单分散的TiO2浆料；称取3kg乙烯基三乙氧基硅烷，加20kg无水乙醇稀释，将含有硅烷偶联剂的乙醇溶液缓慢滴加到TiO2浆料中；然后滴加10%的氨水调节浆料的pH值至8，在搅拌条件下将TiO2浆料加热到80℃，并恒温反应1小时，得到表面经硅烷偶联剂改性的分散均匀的TiO2浆料；将由醋酸乙烯酯25kg、丙烯酸丁酯20kg和α-甲基丙烯酸5kg组成的混合单体与水80kg、引发剂过硫酸铵1kg、乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵2kg进行预乳化，得到预乳化混合单体乳液；往上述的80℃TiO2浆料加入0.3kg引发剂过硫酸铵，引发反应5分钟，然后将预乳化好的混合单体乳液缓慢加入到上述的TiO2浆料中，加入时间控制在2小时，加入完毕后维持85℃恒温反应1小时，得到表面经包覆的TiO2浆料。实施例2首先对TiO2进行表面改性，将300kg颜料级锐钛型TiO2粉末加入到1000kg水中，启动搅拌器搅拌，使TiO2粉末均匀分散在水中，加入1.5kg分散剂，将得到的TiO2浆料在高速分散机上进行高速分散，得到单分散的TiO2浆料；称取3kg乙烯基三甲氧基硅烷，加20kg无水乙醇稀释，将含有硅烷偶联剂的乙醇溶液缓慢滴加到TiO2浆料中；然后滴加10%的氨水调节浆料的pH值至9，在搅拌条件下将TiO2浆料加热到80℃，并恒温反应1小时，得到表面经硅烷偶联剂改性的分散均匀的TiO2浆料；将由醋酸乙烯酯25kg、丙烯酸丁酯20kg和α-甲基丙烯酸5kg组成的混合单体与水80kg、引发剂过硫酸铵1kg、乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵2kg进行预乳化，得到预乳化混合单体乳液；往上述的80℃TiO2浆料加入0.3kg引发剂过硫酸铵，引发反应5分钟，然后将预乳化好的混合单体乳液缓慢加入到上述的TiO2浆料中，加入时间控制在5小时，加入完毕后维持85℃恒温反应1小时，得到表面经包覆的TiO2浆料。实施例3首先对TiO2进行表面改性，将300kg颜料级锐钛型TiO2粉末加入到1000kg水中，启动搅拌器搅拌，使TiO2粉末均匀分散在水中，加入1.5kg分散剂，将得到的TiO2浆料在高速分散机上进行高速分散，得到单分散的TiO2浆料；称取3kgγ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷，加20kg无水乙醇稀释，将含有硅烷偶联剂的乙醇溶液缓慢滴加到TiO2浆料中；然后滴加10%的氨水调节浆料的pH值至8，在搅拌条件下将TiO2浆料加热到80℃，并恒温反应1小时，得到表面经硅烷偶联剂改性的分散均匀的TiO2浆料；将由醋酸乙烯酯25kg、丙烯酸丁酯20kg和α-甲基丙烯酸5kg组成的混合单体与水80kg、引发剂过硫酸铵1kg、乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵2kg进行预乳化，得到预乳化混合单体乳液；往上述的80℃TiO2浆料加入0.3kg引发剂过硫酸铵，引发反应5分钟，然后将预乳化好的混合单体乳液缓慢加入到上述的TiO2浆料中，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物包覆二氧化钛的方法，其特征在于：首先对TiO2进行表面改性，按重量份计将300份TiO2粉末加入到1000份水中，启动搅拌器搅拌，使TiO2粉末均匀分散在水中，加入1.5份分散剂，将得到的TiO2浆料在高速分散机上进行高速分散，得到单分散的TiO2浆料；称取3份硅烷偶联剂，加20份无水乙醇稀释，将含有硅烷偶联剂的乙醇溶液缓慢滴加到TiO2浆料中；然后滴加10%的氨水调节浆料的pH值至8‑9，在搅拌条件下将TiO2浆料加热到80℃，并恒温反应1小时，得到表面经硅烷偶联剂改性的分散均匀的TiO2浆料；将由醋酸乙烯酯25份、丙烯酸丁酯20份和α‑甲基丙烯酸5份组成的混合单体与水80份、引发剂过硫酸铵1份、乳化剂2份进行预乳化，得到预乳化混合单体乳液；往上述的80℃TiO2浆料加入0.3份引发剂过硫酸铵，引发反应5分钟，然后将预乳化好的混合单体乳液缓慢加入到上述的TiO2浆料中，加入时间控制在2‑5小时，加入完毕后维持85℃恒温反应1小时，得到表面经包覆的TiO2浆料；所述的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ‑（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷其中的一种或两种以上；所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵；所述的TiO2粉末为颜料级锐钛型TiO2；所述的分散剂为聚丙烯酸钠。...

【技术特征摘要】
1.一种聚合物包覆二氧化钛的方法，其特征在于：首先对TiO2进行表面改性，按重量份计将300份TiO2粉末加入到1000份水中，启动搅拌器搅拌，使TiO2粉末均匀分散在水中，加入1.5份分散剂，将得到的TiO2浆料在高速分散机上进行高速分散，得到单分散的TiO2浆料；称取3份硅烷偶联剂，加20份无水乙醇稀释，将含有硅烷偶联剂的乙醇溶液缓慢滴加到TiO2浆料中；然后滴加10%的氨水调节浆料的pH值至8-9，在搅拌条件下将TiO2浆料加热到80℃，并恒温反应1小时，得到表面经硅烷偶联剂改性的分散均匀的TiO2浆料；将由醋酸乙烯酯25份、丙烯酸丁酯20份和...

【专利技术属性】
技术研发人员：余铭镭，王彦华，夏浙安，陈建定，章圣苗，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31