一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂制造技术

本发明专利技术涉及一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂及其制备方法。所述亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，包含纳米二氧化钛、水性聚酰胺蜡树脂、热稳定助剂、表面活性剂、有机胺、有机溶剂、水。本发明专利技术先采用溶胶

【技术实现步骤摘要】
一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂


[0001]本专利技术涉及一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂。

技术介绍

[0002]水性涂料由于其低VOC的特点受到越来越多的客户的青睐。流变设计是水性涂料产品配方中最重要的一步，涂料的流变性能，应考虑涂料的生产、贮存、应用施工等环节的影响因素。流变助剂可改善涂料的流变特性，以满足多方面要求。流变助剂种类众多，特点各异，包括聚酰胺蜡类、蓖麻油类、膨润土类、聚长链烯烃类、EVA蜡、改性聚脲化合物、气相二氧化硅等。水性聚酰胺蜡流变助剂因其具有良好的防沉性、防流挂性，通用性广等优点而广泛应用于水性涂料体系。然而纳米二氧化钛引入到涂料中，开发出具有自清洁和抗菌性能、能够降解有机污染物，一直是人们不断追求的目标。水性聚酰胺蜡通常是由二元酸和二元胺缩聚合成。在合成过程中，一般会提高聚酰胺蜡材料的酸值，降低缩聚反应的聚合度，来增加材料的亲水性。但此方法制得的水性聚酰胺蜡分子量相对较低，结晶性能较差，使得分子链之间以氢键建立的三维网络结构不稳定，晶型结构破坏、氢键断裂，使得氢键复原困难，增稠和触变性能丧失。增稠和触变性能的丧失，致使水性涂料分层和沉底现象，给施工企业造成亏损。如何在提高亲水性的同时，还能保持良好的热稳定性的问题亟待解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决水性聚酰胺蜡流变助剂润湿性能和热稳定性不足的问题。本专利技术通过引进亲水纳米二氧化钛和聚酰胺，以纳米二氧化钛改善水性聚酰胺蜡润湿性能，再用聚酰胺改性传统的水性聚酰胺蜡，让聚酰胺晶核诱导水性聚酰胺蜡，使其分子链排列稳定、规整，最终得到润湿性能好、耐温性能高的水性聚酰胺蜡流变助剂。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，该助剂包含纳米二氧化钛、水性聚酰胺蜡树脂、热稳定助剂、表面活性剂、有机胺、有机溶剂、水；所述水性聚酰胺蜡流变助剂制备步骤包括先以异丙醇钛为原料，先采用溶胶
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凝胶技术合成纳米二氧化钛（TiO2），再在制备水性聚酰胺蜡流变助剂的制浆过程中加入纳米二氧化钛和热稳定助剂；最终得到润湿性能好、耐温性能高的水性聚酰胺蜡流变助剂。
[0005]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，纳米二氧化钛合成试剂为异丙醇钛、浓硝酸、无水乙醇，通过水解和缩聚反应合成。
[0006]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，亲水性纳米二氧化钛制备步骤包括如下：1)混料：在制备过程中，取干净烧杯两个（容量250ml为宜）分别记为C1和C2，干净量筒三个，分别记为I1(50ml)、I2(50ml)、I3（50ml），用量筒I1量取20ml异丙醇钛，将其倒入C1烧杯，用量筒I2量取无水乙醇20ml也加入到C1烧杯，在整个过程中，C1烧杯始终在磁力搅拌器上以一定速度进行搅拌，制成混合溶液A；取烧杯C2，先后用量筒I3称取35
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45ml水和4
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6ml浓硝酸，将其加入到烧杯C2中，用磁力搅拌器搅拌烧杯C2，使其混合均匀，标记为B溶液；将A液缓慢加入到B液中，待A液滴加完后，再将其再搅拌50
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60min，充分混合后静置，制成TiO2溶胶；2)陈化：将制得的湿凝胶在室温下陈化一段时间，形成具有一定空间结构的干凝胶；3)烘干：将制得的干凝胶放在烘干炉中进行烘干，其温度控制在90
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110度左右，其目的是除去样品中易挥发的杂质；4)研磨：将烘干后的样品放在研钵中，反复研磨，将其研磨成较小颗粒的粉末；5)烧结：将呈有粉末的坩埚放于马弗炉中，设置不同的温度，进行焙烧。在高温环境下，样品中残留的杂质和不易挥发的物质都可以从样品中分解并挥发出去，这样处理以后样品的空间结构更加稳定；作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，由以下质量分数组分构成：纳米二氧化钛3
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10、水性聚酰胺蜡树脂9~25、热稳定助剂2~5、表面活性剂1~3、有机胺2~7、有机溶剂1.5~4、水45~75。
[0007]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，所述热稳定型助剂是由一元酸（C6～C18的一元脂肪酸中的一种或是两种以上的混合物）和二元胺（C13～C36的二元脂肪胺中的一种或是两种以上的混合物）通过反应得到的聚酰胺树脂。
[0008]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，所述C6～C18的一元脂肪酸选自正己酸、正庚酸、正辛酸、正壬酸、正癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸和12
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羟基硬脂酸中的一种或多种；并且所述的端基由一元脂肪酸的羧基提供。
[0009]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，所述C13～C36的二元脂肪胺选自4,4'
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二氨基二环己基甲烷、3,3'
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二甲基
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4,4'
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二氨基二环己基甲烷、二聚胺中的一种或多种。
[0010]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，所述的水性聚酰胺蜡树脂是由二元酸和二元胺通过缩聚得到。
[0011]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，所述的二元酸选自C4～C36二元脂肪酸中的一种或是两种以上的混合物；所述的二元胺选自C4～C36二元胺中的一种或是两种以上的混合物。
[0012]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，所述的有机胺为脂肪胺类、醇胺类、酰胺类、芳香胺类中的一种或多种。
[0013]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，所述的有机溶剂为丙二醇单甲醚、丙二醇正丙醚和丙二醇单丁醚中的一种或两种以上的混合物。
[0014]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，所述热稳定助剂的制备方法如下：首先按照摩尔比1~2:1准备一元脂肪酸和二元胺，将一元脂肪酸加入到反应装置中，升温到90~120℃，直至完全熔融，然后将二元胺缓慢加入反应装置，加料结束继续升温进行脱水反应，每小时升温5~10℃直至150~190℃，反应装置一直通氮气或其他惰性气体带出反应中产生的水，在上述温度下反应至无水脱出且反应产物的酸值小于等于9mgKOH/g时终止反应，产物冷却后即得到酸值低、结晶性强聚酰胺蜡。
[0015]作为优选，亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，步骤包括如下：
步骤1：将水性聚酰胺蜡树脂和有机溶剂加入到有温度控制系统的球形冷凝管，装有滴加罐的反应装置中，一边搅拌器，一边升温到100～120℃直至水性聚酰胺蜡树脂在相应的有机溶剂中完全溶解；步骤2：然后缓慢加入一种或多种有机胺，结束加料后降温至75～95℃后，加入表面活性剂、热稳定剂和纳米二氧化钛，恒温搅拌使其分散，得到初料；步骤3：将一定量的去离子水升温至80～90℃，然后将上述溶解好的初料边搅拌边缓慢加入到热的去离子水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，该流变助剂包含纳米二氧化钛、水性聚酰胺蜡树脂、热稳定助剂、表面活性剂、有机胺、有机溶剂、水；所述流变助剂制备步骤包括先以异丙醇钛为原料，采用溶胶
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凝胶技术合成纳米二氧化钛，再在制备水性聚酰胺蜡流变助剂的制浆过程中加入纳米二氧化钛和热稳定助剂；纳米二氧化钛合成方法包括将异丙醇钛、浓硝酸、无水乙醇通过水解和缩聚反应合成；水性聚酰胺蜡树脂是由二元酸和二元胺通过缩聚得到。2.根据权利1所述的一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，亲水性纳米二氧化钛制备步骤包括如下：(1)混料：在制备过程中，取干净烧杯两个（容量250ml为宜）分别记为C1和C2，干净量筒三个，分别记为I1(50ml)、I2(50ml)、I3（50ml），用量筒I1量取20ml异丙醇钛，将其倒入C1烧杯，用量筒I2量取无水乙醇20ml也加入到C1烧杯，在整个过程中，C1烧杯始终在磁力搅拌器上以一定速度进行搅拌，制成混合溶液A；取烧杯C2，先后用量筒I3称取35
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45ml水和4
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6ml浓硝酸，将其加入到烧杯C2中，用磁力搅拌器搅拌烧杯C2，使其混合均匀，标记为B溶液；将A液缓慢加入到B液中，待A液滴加完后，再将其再搅拌50
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60min，充分混合后静置，制成TiO2溶胶；(2)陈化：将制得的湿凝胶在室温下陈化一段时间，形成具有一定空间结构的干凝胶；(3)烘干：将制得的干凝胶放在烘干炉中进行烘干，其温度控制在90
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110度左右，其目的是除去样品中易挥发的杂质；(4)研磨：将烘干后的样品放在研钵中，反复研磨，将其研磨成较小颗粒的粉末；(5)烧结：将呈有粉末的坩埚放于马弗炉中，设置不同的温度，进行焙烧；在高温环境下，样品中残留的杂质和不易挥发的物质都可以从样品中分解并挥发出去，这样处理以后样品的空间结构更加稳定。3.根据权利1所述的一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，由以下质量分数组分构成：纳米二氧化钛3
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10、水性聚酰胺蜡树脂9~25、热稳定助剂2~5、表面活性剂1~3、有机胺2~7、有机溶剂1.5~4、水45~75。4.根据权利1所述的一种亲水性纳米二氧化钛和水性聚酰胺蜡流变助剂，其特征在于，所述热稳定型助剂是由一元酸（C6～C18的一元脂肪酸中的一种或是两种以上的混合物）和二元胺（C13～C36的二元脂肪胺中的一种或是两种以上的混合物）通过反应得到的聚酰胺树脂。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈纳新，刘震，陈一锋，曹跃进，
申请(专利权)人：和谐光催化环保科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：