专利名称：一种纳米浆料的组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及纳米材料领域，尤其涉及到一种纳米浆料的组合物及其制备方法。
背景技术：
纳米材料中，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。由于纳米粒子表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很高的化学活性。正因为纳米材料的这种特性，使纳米材料在陶瓷、微电子学、生物工程、光电领域、化工领域等得到了广泛的关注。但由于纳米材料的表面积原子数多，比表面积大，极易团聚，尤其是纳米浆料的制造，由于水的存在，在纳米材料形成过程，纳米材料的分散成为是否能有效获得纳米浆料的关键。中国专利01128271.1公开了一种纳米氧化锌浆料的生产方法，其主要内容是在分散剂参与的条件下，通过高速分散、球磨制得纳米氧化锌浆料。从而获得了一种高浓度分散体系的纳米浆料。然而这种制备方法必须要有分散剂的存在，而许多分散剂是磷酸盐类，或采用一些进口的分散剂，不仅价格昂贵，而且许多分散剂是水体的重要污染源，如磷酸盐类就极易造成水体的BOD值的上升。
发明内容
本发明要解决的主要问题，是采用调控纳米材料的形成过程，实现纳米浆料形成过程的分散控制，从而避免分散剂的使用，实现纳米浆料的无公害化生产。
本发明的目的是通过下述方式实现的一种纳米浆料的制备方法，其工艺过程是a、胶体的形成由四氯化钛与碱溶液进行反应制得氧化钛胶体；b、中和加碱中和，控制体系的PH值为6-8；c、洗涤将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子；d、配制悬浮液用高速分散机将洗涤产物配制成1-25％的悬浮液；e、氧化硅或氧化铝，或氧化硅和氧化铝与氧化钛的复合1-25％的氧化钛悬浮液充分分散后，加入硅酸盐或铝酸盐，或硅酸盐和铝酸盐，再加酸中和至PH值为6-8；f、洗涤将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子；g、配制悬浮液用高速分散机将洗涤产物配制成1-30％的悬浮液。
为了保证反应过程的充分，所用的四氯化钛水溶液的浓度范围应限定在5-50％内，铝酸盐或硅酸盐水溶液浓度限定在2-20％范围内。
本发明的另一项目的是提供一种纳米浆料，这种浆料包括了纳米材料组分和水，其中纳米材料为氧化钛，或者氧化钛和氧化硅或氧化铝的复合物，或者氧化钛和氧化硅、氧化铝的复合物，纳米材料重量百分比浓度为1-30％。
当纳米材料为组合物时，氧化钛的含量为总重量的1-30％、氧化硅0-25％、氧化铝0-25％，余量为水。
纳米材料的颗粒尺寸为5-100nm。
以上所述的纳米浆料的生产方法，可将各类纳米氧化物材料有效地组合在一起，所获得的纳米浆料分散性和稳定性好，同时具有了各类纳米氧化物的特征，且在生产过程中避免了分散剂的使用，所得产品无毒、无腐蚀、无污染，既降低生产成本，又有利于环保，并且使用方便，适用范围广，具有广阔的市场前景。
具体实施例方式
实施例1由100ml浓度为5％四氯化钛水溶液加氢氧化钠水溶液得氧化钛水合物，并使四氯化钛水溶液稍过量，得到带正电的氧化钛胶体，加热搅拌2小时，加入浓度为8％的氢氧化钠水溶液，调节整个体系的PH值为7，再陈化2小时。将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子，把洗涤后的沉淀物加纯水，经高速分散机分散半小时，配制成浓度为1％的悬浮液。
实施例2由100浓度为40％四氯化钛水溶液加氨水得氧化钛水合物，并使四氯化钛水溶液稍过量，得到带正电的氧化钛胶体，加热搅拌1小时，加入浓度为10％的氨水，调节整个体系的PH值为7，再陈化2小时。将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子，把洗涤后的沉淀物加纯水，经高速分散机分散半小时，配制成浓度为5％的悬浮液。加热充分分散后，向悬浮液中滴加硅酸钠水溶液，充分搅拌半小时后再滴加5％的盐酸至体系的PH值为7，再陈化半小时，将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子，把洗涤后的沉淀物加纯水，经高速分散机分散半小时，配制成浓度为15％的悬浮液。
实施例3由100ml浓度为10％四氯化钛水溶液加氢氧化钾水溶液得氧化钛水合物，并使四氯化钛水溶液稍过量，得到带正电的氧化钛胶体，加热搅拌1小时，加入浓度为2％的氢氧化钾水溶液，调节整个体系的PH值为8，再陈化2小时。将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子，把洗涤后的沉淀物加纯水，经高速分散机分散半小时，配制成浓度为8％的悬浮液。加热充分分散后，向悬浮液中滴加30ml浓度为2％铝酸钠水溶液，充分搅拌半小时后再滴加5％的盐酸，使体系的PH值为7，再陈化半小时，将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子，把洗涤后的沉淀物加纯水，经高速分散机分散半小时，配制成浓度为10％的悬浮液。
实施例4由100ml浓度为50％四氯化钛水溶液加氢氧化钠水溶液得氧化钛水合物，并使四氯化钛水溶液稍过量，得到带正电的氧化钛胶体，加热搅拌1小时，加入浓度为15％的氢氧化钠水溶液，调节整个体系的PH值为8，再陈化2小时。将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子，把洗涤后的沉淀物加纯水，经高速分散机分散半小时，配制成浓度为5％的悬浮液。加热充分分散后，向悬浮液中滴加100ml浓度为10％硅酸钠水溶液，充分搅拌半小时后再滴加50ml浓度为10％铝酸钠水溶液，然后滴加浓度为5％的盐酸至体系的PH值为6，再陈化半小时，将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子，把洗涤后的沉淀物加纯水，经高速分散机分散半小时，配制成浓度为30％的悬浮液。
权利要求
1.一种纳米浆料的组合物的制备方法，其特征在于其工艺过程是a、胶体的形成由四氯化钛与碱溶液进行反应制得氧化钛胶体；b、中和加碱中和，控制体系的PH值为6-8；c、洗涤将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子；d、配制悬浮液用高速分散机将洗涤产物配制成1-25％的悬浮液；e、氧化硅或氧化铝，或氧化硅和氧化铝与氧化钛的复合1-25％的氧化钛悬浮液充分分散后，加入硅酸盐或铝酸盐，或硅酸盐和铝酸盐，再加酸中和至PH值为6-8；f、洗涤将得到的沉淀物洗涤至无杂质离子；g、配制悬浮液用高速分散机将洗涤产物配制成1-30％的悬浮液。
2.如权利要求1所述的一种纳米浆料的组合物的制备方法，其特征在于所用的四氯化钛水溶液的浓度范围为5-50％。
3.如权利要求1所述的一种纳米浆料的组合物的制备方法，其特征在于所用的铝酸盐或硅酸盐水溶液浓度范围为2-20％。
4.一种纳米浆料组合物，包括纳米材料组分和水，其特征在于所述的纳米材料为氧化钛，或者氧化钛和氧化硅或氧化铝的复合物，或者氧化钛和氧化硅、氧化铝的复合物，纳米材料重量百分比浓度为1-30％。
5.如权利要求4所述的一种纳米浆料组合物，其特征在于氧化钛的含量为总重量的1-30％、氧化硅0-25％、氧化铝0-25％，余量为水。
6.如权利要求4或5所述的一种纳米浆料组合物，其特征在于所述的纳米材料的颗粒尺寸为5-100nm。
全文摘要
本发明公开了一种纳米浆料的组合物及其制备方法，其工艺过程是，由四氯化钛与碱溶液进行反应制得氧化钛胶体，通过加碱中和、洗涤至无杂质离子，用高速分散机将洗涤产物配制成1－25％的悬浮液，再进行氧化硅、氧化铝与氧化钛的复合，再洗涤至无杂质离子，用高速分散机将洗涤产物配制成1－30％的悬浮液。所形成的纳米浆料包括了纳米材料组分和水，其中纳米材料为氧化钛，或者氧化钛和氧化硅或氧化铝的复合物，纳米材料重量百分比浓度为1－30％。由此方法获得的纳米浆料具有分散性和稳定性好，且在生产过程中避免了分散剂的使用，所得产品无毒、无腐蚀、无污染，既降低生产成本，又有利于环保，具有广阔的市场前景。
文档编号B28C1/04GK1590055SQ20041002489
公开日2005年3月9日 申请日期2004年5月31日 优先权日2004年5月31日
发明者翁建龙 申请人:翁建龙