CN102532428B - 一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法 - Google Patents
一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102532428B CN102532428B CN2011104575678A CN201110457567A CN102532428B CN 102532428 B CN102532428 B CN 102532428B CN 2011104575678 A CN2011104575678 A CN 2011104575678A CN 201110457567 A CN201110457567 A CN 201110457567A CN 102532428 B CN102532428 B CN 102532428B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- emulsion
- nano
- silicone
- mass percent
- add
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 79
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 title description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 6
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 33
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 claims description 32
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 claims description 32
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 28
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 19
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 18
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000004159 Potassium persulphate Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 claims description 12
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 12
- -1 thiazolinyl cyclotetrasiloxane Chemical compound 0.000 claims description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims description 10
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000009514 concussion Effects 0.000 claims description 6
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 abstract 1
- 239000007908 nanoemulsion Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 2
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法。采用硅烷偶联剂对纳米二氧化钛进行表面处理,以改性纳米二氧化钛和有机硅中间体为种子乳液,以过硫酸钾为引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(MBA)为主要共聚单体,通过原位聚合反应,合成TiO2/硅丙复合纳米乳液,形成核/壳结构,且乳液粒径分布较窄,平均粒径在50~65nm之间。本发明制得的纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液,可用于防水型绿色环保纳米涂料的生产中,使涂料具有优异的成膜性、抗油性、防水性、耐侯性以及抗腐蚀性,而且能催化降解空气中有机污染物,起到消毒、杀菌净化空气的作用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑涂料领域,尤真涉及一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法。
背景技术
随着人们对建筑物内外装饰和居住环境质量要求的日益提高,建筑涂料将向高性能、环保型、功能型方向发展。市场上比较常见的绿色环保建筑涂料主要是以水作溶剂,与传统有机溶剂涂料相比,减少了有机溶剂对环境的污染。硅丙乳液,不仅继承了传统纯丙乳液优秀的成膜性、抗油性等优点,还结合有机硅材料优异的防水性、耐温性以及抗腐蚀性,是一种理想的防水型绿色环保涂料。
纳米二氧化钛是一种半导体材料,它能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光,生成原子氧和氢氧自由基,因为他们很强的化学活性,在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化,达到从空气中清除这些污染物的效果。利用TiO2光催化降解技术净化空气被行业界称为“空气治理事业中最有前途的事业”。采用纳米TiO2进行光催化,是一项正在蓬勃兴起的新型空气净化技术,它成为涂料中不可多得的添加剂。
即使在相同原料组成的情况下,具有核壳结构乳胶粒的聚合物乳液也往往比一般聚合物乳液具有更优异的性能。核壳结构的聚合物既具有很高的抗冲强度,又有优良的加工塑化性能和耐候性能、更好的成膜性和粘合性。
纳米技术是近年来发展起来的一种新型技术,纳米技术应用于建筑涂料可极大地改善涂料的性能,在水乳液体系中,若乳胶粒子的粒径控制在1~70nm之间,乳液的成膜性能、膜致密度等性能将有很大的提高,所以,乳液纳米化是提高建筑涂料档次的有效途径之一。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法。本发明制备的乳液具有颗粒粒径小、平均粒径分布窄、反应过程易控制等特点。
纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的制备方法的步骤如下:
(1)在第一个三颈瓶中加入30~50mL甲苯和0.5g~1g纳米TiO2,用超声震荡分散,加入KH-570硅烷偶联剂0.05g,剧烈搅拌,恒温40~70℃反应3~7h,冷却至室温,过滤,真空干燥,得到硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛;
(2)在第二个三颈瓶中加入去离子水34mL、加入质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,高速搅拌至溶液澄清,加入硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛0.5~2.0g,搅拌,缓慢滴加质量百分比10~35%的八甲基环四硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷的混合物,八甲基环四硅氧烷与四甲基四乙烯基环四硅氧烷重量比为2:1~5:1,滴加完毕,经均质机均质,得到预乳液1;
(3)在第三个三颈瓶中,依次加入51mL去离子水、质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比0.1~1.0%的对甲苯磺酸,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,高速搅拌,然后降低转速并升温至聚合温度65~85℃,恒温缓慢滴加预乳液1,恒温回流反应2~22h后,降至室温下出料,得到纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液;
(4)在第四个三颈瓶中,依次加入24mL去离子水、质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比为10~30%的甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯混合物,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯重量比为1:1,经均质机均质,得到预乳液2,备用。
(5)称取30g纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液加到第五个三颈瓶中,加入质量百分比为0.05~0.08%的过硫酸钾,搅拌升温至聚合温度65~85℃,氩气保护,恒温滴加备用的预乳液2,滴加完毕,再加入质量百分比为0.05~0.08%的过硫酸钾,恒温回流反应2~5h,反应完毕降至室温下出料,得到纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液。
所述TiO2为市售,粒径为10~25nm。所述的均质机均质的速度为5000~20000 r/min,均质次数为1~5次,均质时间为1~22min。所述的纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的乳液粒子具有核/壳结构,粒径分布窄,平均粒径为50~65nm。
本发明制得的纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液,可用于防水型绿色环保纳米涂料的生产中,使涂料具有优异的成膜性、抗油性、防水性、耐侯性以及抗腐蚀性,而且能催化降解空气中有机污染物,起到消毒、杀菌净化空气的作用。
具体实施方式
纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的制备方法的步骤如下:
(1)在第一个三颈瓶中加入30~50mL甲苯和0.5g~1g纳米TiO2,用超声震荡分散,加入KH-570硅烷偶联剂0.05g,剧烈搅拌,恒温40~70℃反应3~7h,冷却至室温,过滤,真空干燥,得到硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛;
(2)在第二个三颈瓶中加入去离子水34mL、加入质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,高速搅拌至溶液澄清,加入硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛0.5~2.0g,搅拌,缓慢滴加质量百分比10~35%的八甲基环四硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷的混合物,八甲基环四硅氧烷与四甲基四乙烯基环四硅氧烷重量比为2:1~5:1,滴加完毕,经均质机均质,得到预乳液1;
(3)在第三个三颈瓶中,依次加入51mL去离子水、质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比0.1~1.0%的对甲苯磺酸,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,高速搅拌,然后降低转速并升温至聚合温度65~85℃,恒温缓慢滴加预乳液1,恒温回流反应2~22h后,降至室温下出料,得到纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液;
(4)在第四个三颈瓶中,依次加入24mL去离子水、质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比为10~30%的甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯混合物,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯重量比为1:1,经均质机均质,得到预乳液2,备用。
(5)称取30g纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液加到第五个三颈瓶中,加入质量百分比为0.05~0.08%的过硫酸钾,搅拌升温至聚合温度65~85℃,氩气保护,恒温滴加备用的预乳液2,滴加完毕,再加入质量百分比为0.05~0.08%的过硫酸钾,恒温回流反应2~5h,反应完毕降至室温下出料,得到纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液。
所述TiO2为市售,粒径为10~25nm。所述的均质机均质的速度为5000~20000 r/min,均质次数为1~5次,均质时间为1~22min。所述的纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的乳液粒子具有核/壳结构,粒径分布窄,平均粒径为50~65nm。
实施例1
在第一个三颈瓶中加入30mL甲苯和0.5g纳米TiO2,用超声震荡分散,加入KH-570硅烷偶联剂0.05g,剧烈搅拌,恒温40℃反应3h,冷却至室温,过滤,真空干燥,得到硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛;在第二个三颈瓶中加入去离子水34mL、加入质量百分比为2%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1,高速搅拌至溶液澄清,加入硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛0.5g,搅拌,缓慢滴加质量百分比10%的八甲基环四硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷的混合物,八甲基环四硅氧烷与四甲基四乙烯基环四硅氧烷重量比为2:1,滴加完毕,经均质机均质,得到预乳液1;在第三个三颈瓶中,依次加入51mL去离子水、质量百分比为2%的十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比0.1%的对甲苯磺酸,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1,高速搅拌,然后降低转速并升温至聚合温度65℃,恒温缓慢滴加预乳液1,恒温回流反应2h后,降至室温下出料,得到纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液;在第四个三颈瓶中,依次加入24mL去离子水、质量百分比为2%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比为10%的甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯混合物,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1,甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯重量比为1:1,经均质机均质,得到预乳液2,备用;称取30g纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液加到第五个三颈瓶中,加入质量百分比为0.05%的过硫酸钾,搅拌升温至聚合温度65℃,氩气保护,恒温滴加备用的预乳液2,滴加完毕,再加入质量百分比为0.05%的过硫酸钾,恒温回流反应2h,反应完毕降至室温下出料,得到纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液。
实施例2
在第一个三颈瓶中加入50mL甲苯和1g纳米TiO2,用超声震荡分散,加入KH-570硅烷偶联剂0.05g,剧烈搅拌,恒温70℃反应7h,冷却至室温,过滤,真空干燥,得到硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛;在第二个三颈瓶中加入去离子水34mL、加入质量百分比为8%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为6:1,高速搅拌至溶液澄清,加入硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛2.0g,搅拌,缓慢滴加质量百分比35%的八甲基环四硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷的混合物,八甲基环四硅氧烷与四甲基四乙烯基环四硅氧烷重量比为5:1,滴加完毕,经均质机均质,得到预乳液1;在第三个三颈瓶中,依次加入51mL去离子水、质量百分比为8%的十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比1.0%的对甲苯磺酸,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为6:1,高速搅拌,然后降低转速并升温至聚合温度85℃,恒温缓慢滴加预乳液1,恒温回流反应22h后,降至室温下出料,得到纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液;在第四个三颈瓶中,依次加入24mL去离子水、质量百分比为8%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比为30%的甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯混合物,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为6:1,甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯重量比为1:1,经均质机均质,得到预乳液2,备用;称取30g纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液加到第五个三颈瓶中,加入质量百分比为0.08%的过硫酸钾,搅拌升温至聚合温度85℃,氩气保护,恒温滴加备用的预乳液2,滴加完毕,再加入质量百分比为0.08%的过硫酸钾,恒温回流反应5h,反应完毕降至室温下出料,得到纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液。
实施例3
在250mL烧瓶中,加入50mL甲苯和0.5g二氧化钛,用超声震荡分散30min。加入KH-570硅烷偶联剂0.05g,剧烈搅拌,恒温50℃反应7h。冷却至室温,过滤干燥,得到用硅烷偶联剂进行表面修饰的纳米二氧化钛粉末。采用预乳化连续滴加法。首先在250ml三颈烧瓶中加入34ml去离子水、1.93g 十二烷基苯磺酸钠,0.48g聚乙二醇辛基苯基醚,剧烈搅拌至溶液澄清,缓慢滴加12g D4和3g Vi-D4的混合物。滴加完成后,用均质机均质三次,每次5min。得到预乳化液1。在250mL的三颈烧瓶中,加入51mL去离子水、2.88g 十二烷基苯磺酸钠、0.72g 聚乙二醇辛基苯基醚、0.1g 对甲苯磺酸,剧烈搅拌至溶液澄清,然后降低转速并升温至90℃。恒温缓慢滴加预乳化液,完成后恒温反应22h,降至室温下出料,得到有机硅种子乳液,转化率89.2%。在6gMMA与6gMBA混合物中,加入24g去离子水,1.44g 十二烷基苯磺酸钠和0.36g 聚乙二醇辛基苯基醚,均质三次,每次5min,得到预乳化液2。称取30g有机硅种子乳液,加入到250mL三颈烧瓶中,加入0.05g过硫酸钾,搅拌升温至80℃,通氮气。恒温滴加预乳化液2,滴加完毕,再加入0.05g过硫酸钾,恒温回流反应5h。降至室温下出料,接枝率79.0%。经IR分析,既有Si-O键的伸缩振动吸收峰,又有羰基特征吸收峰,粒径分布仪和透射电镜显示,乳液粒径约为63nm,粒子具有核/壳结构形貌。
根据本发明,制备得到的纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的方法。乳液粒子
具有核/壳结构,平均粒径在50~65nm。该乳液的固含量为10~35%。
稳定性试验结果如下:
耐碱性:用5%氨水1:1稀释乳液,50℃保温4h,不分层。
耐热性:乳液密封保存,50℃保温,观察两天,不分层。
耐冷性:乳液密封保存,5℃保温,观察两天,不分层。
耐电解质:用0.5wt%CaCl2 溶液1:1稀释乳液,静置一天,不分层。
离心稳定性:高速离心机 3000r/min,离心30min,不分层。
实施例4
实施步骤与实施例1相同,不同之处在于制备有机硅种子乳液的聚合时间为9h,转化率63.9%。
实施例5
实施步骤与实施例1相同,不同之处在于制备有机硅种子乳液的聚合温度为70℃,转化率46.8%。
实施例6
实施步骤与实施例1相同,不同之处在于MMA与MBA的重量比为1:2,产物的接枝率为46.2%。
Claims (4)
1.一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的制备方法,其特征在于它的步骤
如下:
(1)在第一个三颈瓶中加入30~50mL甲苯和0.5g~1g纳米TiO2,用超声震荡分散,加入KH-570硅烷偶联剂0.05g,剧烈搅拌,恒温40~70℃反应3~7h,冷却至室温,过滤,真空干燥,得到硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛;
(2)在第二个三颈瓶中加入去离子水34mL、加入质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,高速搅拌至溶液澄清,加入硅烷偶联剂表面修饰的纳米二氧化钛0.5~2.0g,搅拌,缓慢滴加质量百分比10~35%的八甲基环四硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷的混合物,八甲基环四硅氧烷与四甲基四乙烯基环四硅氧烷重量比为2:1~5:1,滴加完毕,经均质机均质,得到预乳液1;
(3)在第三个三颈瓶中,依次加入51mL去离子水、质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比0.1~1.0%的对甲苯磺酸,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,高速搅拌,然后降低转速并升温至聚合温度65~85℃,恒温缓慢滴加预乳液1,恒温回流反应2~22h后,降至室温下出料,得到纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液;
(4)在第四个三颈瓶中,依次加入24mL去离子水、质量百分比为2~8%的十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚、质量百分比为10~30%的甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯混合物,十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚重量比为2:1~6:1,甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯重量比为1:1,经均质机均质,得到预乳液2,备用;
(5)称取30g纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液加到第五个三颈瓶中,加入质量百分比为0.05~0.08%的过硫酸钾,搅拌升温至聚合温度65~85℃,氩气保护,恒温滴加备用的预乳液2,滴加完毕,再加入质量百分比为0.05~0.08%的过硫酸钾,恒温回流反应2~5h,反应完毕降至室温下出料,得到纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液。
2.根据权利要求1所述的一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的制备方法,其特征是所述TiO2为市售,粒径为10~25nm。
3.根据权利要求1所述的一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的制备方法,其特征是所述的步骤(2)和(4)中均质机均质的速度为5000~20000 r/min,均质次数为1~5次,均质时间为1~22min。
4.根据权利要求1所述的一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的制备方法,其特征是所述的纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液的乳液粒子具有核/壳结构,粒径分布窄,平均粒径为50~65nm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011104575678A CN102532428B (zh) | 2011-12-31 | 2011-12-31 | 一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011104575678A CN102532428B (zh) | 2011-12-31 | 2011-12-31 | 一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102532428A CN102532428A (zh) | 2012-07-04 |
CN102532428B true CN102532428B (zh) | 2013-06-05 |
Family
ID=46340571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011104575678A Expired - Fee Related CN102532428B (zh) | 2011-12-31 | 2011-12-31 | 一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102532428B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105384861A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-09 | 重庆三零三科技有限公司 | 一种PS-PBA-TiO2复合乳液制备方法 |
CN108578962B (zh) * | 2018-02-02 | 2021-06-08 | 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 | 聚合物-金属氧化物复合材料及其制备方法和用途 |
CN113948587B (zh) * | 2021-10-13 | 2024-01-30 | 常州百佳年代薄膜科技股份有限公司 | 太阳能电池背板及其制备方法、太阳能电池组件 |
CN115260858B (zh) * | 2022-07-15 | 2023-09-12 | 嘉宝莉化工集团股份有限公司 | 反射隔热涂料、反射隔热膜及其制备方法、隔热制品 |
CN115490907B (zh) * | 2022-11-02 | 2023-07-28 | 揭阳市冠业塑料制品有限公司 | 一种耐高温防油污复合塑料的制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1036963A (zh) * | 1988-04-13 | 1989-11-08 | 中科院长春应用化学研究所 | α-烯烃/有机硅接枝共聚物的合成方法 |
-
2011
- 2011-12-31 CN CN2011104575678A patent/CN102532428B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1036963A (zh) * | 1988-04-13 | 1989-11-08 | 中科院长春应用化学研究所 | α-烯烃/有机硅接枝共聚物的合成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102532428A (zh) | 2012-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102532428B (zh) | 一种纳米级TiO2/硅丙核壳复合乳液及其制备方法 | |
CN101649152B (zh) | 一种环保型有机无机杂化涂料及其制备方法与应用 | |
CN102643592B (zh) | 聚苯胺改性介孔分子筛防腐涂料的制备方法 | |
CN103626933A (zh) | 一种聚倍半硅氧烷-聚丙烯酸酯-纳米SiO2复合乳液及其制备方法与应用 | |
CN108517024B (zh) | Pickering细乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合皮革涂饰剂及制备方法 | |
CN104449205A (zh) | 一种杀菌耐擦洗型玻璃门用水性涂料及其制备方法 | |
CN103387645B (zh) | 含氟共聚物接枝改性纳米TiO2复合粒子及其制备方法 | |
CN110240814A (zh) | 一种双亲性氧化石墨烯及其制备方法和在水性涂料中的应用 | |
CN102166482A (zh) | 纳米功能化高分子超滤膜的制备方法 | |
CN107384195A (zh) | 一种有机硅耐候型拉毛装饰涂料 | |
CN114196241A (zh) | 一种光催化自清洁涂料及其制备方法和应用 | |
CN103436976A (zh) | 通过有机化改性纳米粒子制备聚烯烃基复合纤维的方法 | |
WO2018086250A1 (zh) | 皮革用聚八乙烯基笼型倍半硅氧烷-丙烯酸纳米复合助剂及其制备方法 | |
CN106634078A (zh) | 一种具有光催化特性的核壳结构杂化溶胶及其制备与应用 | |
CN114854263B (zh) | 一种间接降低碳排放的建筑涂料以及制备方法 | |
CN105036178A (zh) | 一种改性纳米氧化锌的制备方法 | |
CN109535865A (zh) | 一种纳米复合石材防护剂及其制备方法 | |
CN103360855A (zh) | 一种新型隔热保温材料及其涂料的制备方法 | |
CN107513118A (zh) | 一种二氧化钛/聚丙烯酰胺纳米复合材料的制备方法 | |
CN102675518B (zh) | 一种有机无机杂化氟-硅改性纳米水性树脂的制备方法 | |
CN111704842B (zh) | 一种改性丙烯酸酯乳液及含有该乳液的水性涂料 | |
CN101264455B (zh) | 一种低温负载二氧化钛的光催化涂层的制备方法 | |
CN1982349A (zh) | 一种纳米二氧化钛表面处理方法 | |
CN108841312A (zh) | 一种用纳米氧化锡锑-石墨烯复合二氧化钛改性水性聚氨酯的方法 | |
Su et al. | Preparation of SiO2-g-PMMA hybrid materials employing different photocatalysts of metal-free ATRP and its application for oil-water separation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130605 Termination date: 20151231 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |