改性二氧化钛及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及聚酯改性领域，公开了改性二氧化钛及其制备方法和应用，所述改性二氧化钛包括锐钛矿型二氧化钛和接枝在二氧化钛表面的具有磺酸基团的有机链，所述有机链的碳原子数为6‑20。本发明专利技术获得的改性二氧化钛不易团聚，用于生产聚酯产品时，分散性强，可纺性高。

【技术实现步骤摘要】
改性二氧化钛及其制备方法和应用
本专利技术涉及聚酯改性领域，具体涉及改性二氧化钛及其制备方法和应用。
技术介绍
PET(聚酯)，全称为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由于其良好的耐热性、绝缘性、较高的回弹性和优良的耐酸与耐溶剂性，被广泛应用到纤维、薄膜、包装材料、工程塑料等多个领域，尤其是其耐洗、挺括、价格低等特点占据了化纤市场的绝大份额。但由于聚酯分子具有规整性和对称性结构，其结晶度高，亲水性差，且不含亲染料的易染色基团，因此染色困难，只能用分散性染料在高温高压下进行染色。通常改变聚酯分子排列结构，在聚酯规整的分子结构中引进易染色基团，例如磺酸基团，可克服常规聚酯不易染色的缺点。其对阳离子染料具有亲和性，染色后织物色泽鲜艳，色谱广且可深染，能够满足现代生活多样化的需求。然而，普通的阳离子染料可染聚酯纤维存在色泽强烈、无悬垂感等问题，尚不能很好的满足人们对其服饰织物感官上的要求。因而在阳离子染料可染聚酯纤维中通过添加二氧化钛制得消光阳离子染料可染聚酯纤维制品可解决上述问题。目前，化纤领域内最常用的消光剂是锐钛矿型二氧化钛，这是由于其具有较高的折射率、化学惰性和无毒等优点。目前，市场有售的阳离子染料可染聚酯纤维多为大有光产品，暂无半消光、全消光阳离子染料可染聚酯产品。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的暂无半消光、全消光阳离子染料可染聚酯产品等问题，提供一种改性二氧化钛及其制备方法和应用。本专利技术的专利技术人发现，消光剂二氧化钛在聚酯生产中极易团聚，与阳离子聚酯的相容性较差，对聚合、纺丝、组件压力及产品质量都存在影响。因此，为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种改性二氧化钛，该改性二氧化钛包括锐钛矿型二氧化钛和接枝在二氧化钛表面的具有磺酸基团的有机链，所述有机链的碳原子数为6-20。本专利技术第二方面提供了制备改性二氧化钛的方法，该方法包括：在锐钛矿型二氧化钛表面接枝具有磺酸基团的有机链，所述有机链的碳原子数为6-20。本专利技术第三方面提供了由如上所述的方法制得的改性二氧化钛。本专利技术第四方面提供了如上所述的改性二氧化钛作为消光剂在生产消光阳离子可染聚酯产品中的应用。本专利技术第五方面提供了一种生产消光阳离子可染聚酯产品的方法，该方法包括在消光剂的存在下进行聚酯的合成，其中，所述消光剂为如上所述的改性二氧化钛。通过上述技术方案，本专利技术获得的改性二氧化钛不易团聚，用于生产聚酯产品时，分散性强，可纺性高。在本专利技术的优选实施方式中，采用球磨的方式进行改性，在二氧化钛浆料解团聚的同时将改性剂接枝到其表面，改性效果更加显著牢固，且该方法进行改性工艺更简单，易于工业化生产。附图说明图1是样品的组件压力变化结果图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供的改性二氧化钛包括锐钛矿型二氧化钛和接枝在锐钛矿型二氧化钛表面的具有磺酸基团的有机链，所述有机链的碳原子数为6-20。根据本专利技术的优选实施方式，所述锐钛矿型二氧化钛与以磺酸基团计的有机链之间的摩尔比为1000：2-20，更优选为1000：6-17。本专利技术中，只要接枝的有机链具有磺酸基团且碳原子数在上述范围内即可实现本专利技术的目的，但为了进一步提高改性二氧化钛的抗团聚能力和在聚酯中的分散性，优选地，所述有机链由苯基磺酸盐提供，优选由1,3-苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、1,3-苯二甲酸乙二酯-5-磺酸钠(间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠)、1,3-苯二甲酸-5-磺酸钠(间苯二甲酸-5-磺酸钠)和3-羧基苯磺酸钠中的至少一种提供。本专利技术的优选实施方式中，所述改性二氧化钛的D50为0.3-0.4nm。本专利技术的优选实施方式中，所述改性二氧化钛的D90为0.5-0.6nm。本专利技术的优选实施方式中，所述改性二氧化钛的Zeta电位为-14.5mV至-25mV。本专利技术提供的制备改性二氧化钛的方法包括：在锐钛矿型二氧化钛表面接枝具有磺酸基团的有机链，所述有机链的碳原子数为6-20。本专利技术中，所述锐钛矿型二氧化钛与以磺酸基团计的有机链之间的摩尔用量比优选为1000：2-20，更优选为1000：6-17。本专利技术中，对锐钛矿型二氧化钛的粒径没有特别的要求，但优选情况下，所述锐钛矿型二氧化钛的平均粒径为200-500nm。本专利技术中的平均粒径是指数均粒径。本专利技术中，所述有机链的具体类型如上所述，在此不再赘述。本专利技术中，可以采用常规的方式使有机链接枝到二氧化钛表面，但是为了进一步提高改性二氧化钛的抗团聚能力和在聚酯中的分散性，采用球磨的方式进行接枝，因此，根据本专利技术的一种优选实施方式，所述接枝的方式为：在溶剂的存在下，将锐钛矿型二氧化钛、分散剂和提供有机链的改性剂混合进行球磨。本专利技术中，对所述溶剂的用量没有特别的要求，优选地，所述溶剂的用量使得锐钛矿型二氧化钛与溶剂的重量比为10-100:100。本专利技术中，对所述分散剂的用量没有特别的要求，优选地，所述分散剂的用量使得锐钛矿型二氧化钛与分散剂的重量比为10000：5-100，更优选为10000：14-25。本专利技术中，所述溶剂可以为常规的能够溶解所述有机链的有机溶剂，例如水和/或醇，优选选自乙二醇、乙醇和水中的至少一种。本专利技术中，所述分散剂可以为常规的用于改性二氧化钛的分散剂，主要作用是降低液-液和固-液间的界面张力，有助于二氧化钛解团聚并提高二氧化钛抗凝聚能力而保持分散体稳定，优选情况下，所述分散剂选自六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠和聚羟基硬脂酸中的至少一种。本专利技术中，球磨可以在常规条件下进行，但是为了进一步提高改性二氧化钛的抗团聚能力和在聚酯中的分散性，更优选地，球磨所使用的研磨球的直径为0.6-2mm。更优选地，以研磨腔体的体积为基准，球磨所使用的研磨球的填充率为65-85体积％。更优选地，球磨的转速为1000-3000r/min。更优选地，球磨的温度控制在5-60℃。更优选地，球磨的时间为0.5-4h。本专利技术中，为了获得改性二氧化钛产品，所述方法还可以包括除去球磨后的物料中的团聚大颗粒和干燥的步骤。去除团聚大颗粒方式可以为常规方式，例如沉降或离心。沉降的条件可以包括温度为0-60℃，时间为12-72h。离心可以在1000-3000rpm下离心0.15-30min。可以采用常规方式进行干燥，例如真空干燥。真空干燥的条件可以为包括温度50-100℃，真空度-0.06MPa至-0.1MPa，时间5-20h。根据本专利技术最优选的实施方式，所述方法包括：按照重量比2000:7500-8500:2.5-3:70-75取锐钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性二氧化钛，其特征在于，该改性二氧化钛包括锐钛矿型二氧化钛和接枝在锐钛矿型二氧化钛表面的具有磺酸基团的有机链，所述有机链的碳原子数为6-20。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性二氧化钛，其特征在于，该改性二氧化钛包括锐钛矿型二氧化钛和接枝在锐钛矿型二氧化钛表面的具有磺酸基团的有机链，所述有机链的碳原子数为6-20。


2.根据权利要求1所述的改性二氧化钛，其中，所述锐钛矿型二氧化钛与以磺酸基团计的有机链之间的摩尔比为1000：2-20。


3.根据权利要求1或2所述的改性二氧化钛，其中，所述有机链由苯基磺酸盐提供，优选由1,3-苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、1,3-苯二甲酸乙二酯-5-磺酸钠、1,3-苯二甲酸-5-磺酸钠和3-羧基苯磺酸钠中的至少一种提供；
优选地，所述改性二氧化钛的D50为0.3-0.4nm；D90为0.5-0.6nm；Zeta电位为-14.5mV至-25mV。


4.一种制备改性二氧化钛的方法，其特征在于，该方法包括：在锐钛矿型二氧化钛表面接枝具有磺酸基团的有机链，所述有机链的碳原子数为6-20。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述锐钛矿型二氧化钛与以磺酸基团计的有机链之间的摩尔用量比为1000：2-20。


6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述锐钛矿型二氧化钛的平均粒径为200-500nm；
和/或，所述有机链由苯基磺酸盐提供，优选由1,3...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪绪兰，杜玮辰，刘雨，张含，陈爽，刘明明，
申请(专利权)人：浙江恒澜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33