一种大量制备纳米氧化锌的工艺及其应用_2

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类的阴离子表面活性剂的实例具体提及:烷基苯礙酸盐、a-帰姪礙 酸盐、烷基礙酸盐、a-礙基单駿酸醋、脂肪酸礙烷基醋、玻巧酸醋礙酸盐、烷基蔡礙酸盐、石 油礙酸盐、木质素礙酸盐W及烷基甘油離礙酸盐。
[0062] 作为硫酸醋盐类阴离子表面活性剂的实例具体提及;脂肪醇硫酸醋单己醇胺盐、 烷基硫酸盐、仲烷基硫酸盐灯eepOl)W及油醇硫酸盐。
[0063] 在优选的实施方式中,阴离子表面活性剂为十二烷基苯礙酸钢、十二烷基礙酸钢、 十二烷基硫酸钢中的一种或多种,进一步的,优选十二烷基苯礙酸钢或/和十二烷基礙酸 钢,更进一步的,优选为十二烷基苯礙酸钢。
[0064] 在上述步骤1中,阴离子表面活性剂的添加量为可溶性锋盐和沉淀剂的总重量的 0. 1 %~1 %,进一步的,阴离子表面活性剂的添加量优选为0. 2 %~0. 8 %,更进一步的,添 加量优选为0.3%~0.5%。
[0065] 步骤二、将水溶液A加入到混合水溶液B中揽拌反应生成前驱体。
[0066] 在上述步骤2中,将水溶液A加入到水溶液B中的添加方式并没有具体的限制,可 全部倒入水溶液B中进行揽拌反应,也可将水溶液A滴加到水溶液B中。特别地,为了反应 更加充分的进行,选择水溶液A滴加到水溶液B中。
[0067] 在上述步骤2中,揽拌速度没有特别的限制,只要能将反应体系揽拌均匀即可。
[0068] 特别地,揽拌速度为2000~6000r/min,进一步的,揽拌速度优选为3000~ SOOOr/min,更进一步的,优选为 4000;r/min。
[0069] 在上述步骤2中,水溶液A与混合水溶液B在10~50°C的温度下揽拌反应0. 5~ 8小时。其中,温度优选为15~4(TC,更进一步的,温度优选为20~35C;反应时间优选 为0. 8~6小时,更进一步的,反应时间优选为1~4小时。
[0070] 在上述步骤2中,水溶液A加入到水溶液B中,揽拌反应后生成前驱体,该前驱体 为沉淀物一碱式碳酸锋。
[0071] 在上述步骤2中,水并没有具体的限制,可为去离子水、蒸傭水、纯净水、自来水中 的一种或多种。特别地,优选蒸傭水或/和去离子水,进一步的,优选蒸傭水。
[0072] 经本发明人研究发现,将水溶液A加入到由阴离子表面活性剂和可溶性锋盐共同 配制成的混合水溶液B中,由于水溶液B中存在阴离子表面活性剂,不仅有利于控制前驱体 的粒度分布,而且使得前驱体的粒径更小,此外,由于加入了阴离子表面活性剂,使得前驱 体易于分散,从而使得反应进行的充分。
[0073] 步骤H、将步骤2中所得前驱体用水和己醇洗涂,然后在50~IOOC的温度下进行 干燥。
[0074] 在上述步骤3中,水并没有具体的限制,可为去离子水、蒸傭水、纯净水、自来水中 的一种或多种。特别地,优选蒸傭水或/和去离子水,进一步的,优选蒸傭水。
[0075] 在上述步骤2中,己醇可为无水己醇,也可为质量百分比浓度为25%~99%的己 醇,进一步的,己醇的质量百分比浓度优选50%W上,更进一步的,优选80%W上。
[0076] 经本发明人研究发现,最优选无水己醇洗涂。
[0077] 由于得到的前驱体的表面上会附着一些杂质离子,例如,化\CO/、肥〇3等,因此, 可先用水洗涂除去大部分的杂质离子,然后用己醇洗涂,一方面,有利于前驱体的分散,使 得前驱体晶型更好,另一方面,纯化前驱体,进一步的减少前驱体上附着的杂质离子。
[0078] 其中,在洗涂的过程中,用水洗涂的次数并不受到限制,一次或多次均可。经本发 明人研究发现,洗涂1~3次即可,为了简化工艺步骤,特别地,优选2次,便可达到除去大 部分杂质离子的目的。
[0079] 用水洗涂后,选用己醇洗涂,己醇洗涂的次数并不受到限制,一次或多次均可,经 本发明人研究发现,洗涂1~3次即可,为了降低生产成本,简化生产工艺,优选洗涂一次。
[0080] 在上述步骤3中,将所得前驱体在50~100°C下干燥8~20小时。其中,干燥温 度优选为60~90。更优选为70~85。最优选为8(TC;干燥时间优选为10~16小时, 更优选12~14小时。
[0081] 步骤四、将干燥后的前驱体在300~40(TC下般烧1~5小时后,获得纳米氧化锋。
[0082] 在上述步骤4中,般烧温度不易过低,否则不利于前驱体的热分解,般烧温度不易 过高,否则,最终得到的纳米氧化锋分布较宽,粒径较大。
[0083] 特别地,般烧温度优选为320~38(TC,进一步的,优选为340~36(TC。
[0084] 在上述步骤4中,般烧时间优选为2~4小时,进一步的,优选为3小时。
[0085] 在进行般烧之前,可将干燥后的前驱体进行充分研磨,从而能够对碱式碳酸锋进 行充分的般烧,进一步的,使得最终产物纳米氧化锋的粒径分布窄,粒径更小。
[0086] 由本发明所提供的制备方法得到的纳米氧化锋的平均粒径为20~60纳米,甚至 为25~45纳米,并且所得纳米氧化锋颗粒的粒度分布均匀。
[0087] 综合而言,根据本发明,由于加入阴离子表面活性剂,不仅有利于分散水溶液A和 混合水溶液B揽拌反应时所生成的前驱体,而且,更为重要的是,使得最终获得的纳米氧化 锋粒径小,同时使得纳米氧化锋颗粒的粒度分布均匀。
[0088] 根据本发明,前驱体用水洗涂后,然后选用己醇洗涂,特别地,选用无水己醇洗涂, 使得前驱体均匀的分散在己醇中,从而有利于减少前驱体的晶格缺陷,得到更为完整的前 驱体晶型。
[0089]另外,加入阴离子表面活性剂,使得最终获得的纳米氧化锋粒径更小,粒度分布更 加均匀。
[0090] 根据本发明的另一方面,提供纳米氧化锋在水性涂料中的用途,该水性涂料包括 W下重量份数的成分:
[0091] 水性巧締酸树脂 100份 纳米氯化舞 20~70份 水性分散剂 化1~0.8份 水性消泡剂 0.1~0.8份。
[0092] 在上述水性涂料中,所述水性丙帰酸树脂的来源并不受到具体的限制,可为商购, 也可为自制品。
[0093] 特别的,优选本发明采用的用于水性涂料的水性丙帰酸树脂按照W下包括W下步 骤1-5的方法制备:
[0094] 步骤1、向反应器中加入有机溶剂和链转移剂,混合揽拌,将反应器的温度控制为 60 ~80〇C。
[0095] 其中,所述有机溶剂为甲醇,链转移剂为正十二烷基硫醇。
[0096] 在所述步骤1中,反应器的温度控制为70~8(TC,进一步的,优选75~8(TC。
[0097] 步骤2、向反应器中连续滴加由丙帰酸醋类单体、娃焼偶联剂和引发剂形成的混合 物I,滴加完后,保温反应,
[0098] 其中,所述丙帰酸醋类单体为由甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋和甲基丙帰酸居己 醋形成的混合物II。
[0099] 所述娃焼偶联剂为己帰基H己氧基娃焼,娃焼偶联剂的添加量为所述混合物II的 2~20wt%,优选3~18%,
[0100] 所述引发剂为偶氮二异了腊(AIBN)。
[0101] 在上述步骤2中,丙帰酸醋类单体为由甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋和甲基丙帰 酸居己醋形成的混合物II,其中,甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋、甲基丙帰酸居己醋的重量 比为甲基丙帰酸甲醋;丙帰酸了醋;甲基丙帰酸居己醋=1~3:1~3:0. 5~2,优选1~ 2:1~2:0. 8~1. 5,进一步的,优选为1. 7:1. 5:1。
[0102] 在上述步骤2中,混合物I中的引发剂的添加量为丙帰酸醋类单体,即混合物II 的I~5wt%,优选2~4wt%,进一步的,优选2. 5~3. 5wt%。
[0103] 在上述步骤2中,温度控制为60~8(TC,优选为70~8(TC,进一步的,温度控制 为 75 ~80〇C。
[0104] 步骤3、向步骤2中的反应体系中,连续滴加由丙帰酸醋类单体、娃焼偶联剂和引 发剂形成的混合物III,滴加完后,保温反应,
[0105] 在上述步骤3中,混合物III与混合物I的重量比为混合物III;混合物I= 1~3 : 1,优选1. 5~2 ;1。
[0106] 其中,丙帰酸醋类单体为由甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋、甲基丙帰酸居己脂和甲 基丙帰酸形成的混合物IV,
[0107] 所述娃焼偶联剂为己帰基H己氧基娃焼,娃焼偶联剂的添加量为所述混合物IV的 3~20wt%,优选5~15 %,更优选6~10 %,
[010引所述引发剂为偶氮二异了腊(AIBN)。
[0109] 在上述步骤3中,丙帰酸醋类单体为由甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋、甲基丙帰酸 居己脂和甲基丙帰酸形成的混合物IV,其中,甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋、甲基丙帰酸居 己脂和甲基丙帰酸的重量比为甲基丙帰酸甲醋;丙帰酸了醋;甲基丙帰酸居己脂;甲基丙 帰酸=5~10 ;5~10 ;3~8 ;0. 5~2,优选6~8点5~7. 5 ;4~6 ;0. 8~1.5,进一步 的,优选 7. 3 ;6. 6 ;4. 3 ;1。
[0110] 在上述步骤3中,混合物III中的引发剂的添加量为混合物IV的1~5wt%,优选 2~4. 5wt%,进一步的,优选3~4wt%。
[0111] 在上述步骤2中,温度控制为60~8(TC,优选为70~8(TC,进一步的,温度控制 为 75 ~80〇C。
[0112] 步骤4、将步骤3中的体系降至室温,然后加入碱将体系中和至抑值为7~8。
[0113] 在上述步骤4中,碱为H己胺、N,N-二甲基己醇胺、己二醇胺、己醇胺中的一种或 多种,特别地,优选N,N-二甲基己醇胺。
[0114] 本发明人经研究发现,选择N,N-二甲基己醇胺进行中和,使得最终得到的树脂成 膜后,漆膜丰满,平整度好,从而使得树脂成膜后光泽度高。
[0115] 步骤5、中和
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