专利名称：改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备高浓乳液的方法，特别是涉及一种改性纳米二氧化钛粉体制 备高浓乳液的方法。
背景技术：
高浓乳液，又被称作高内相乳液，是指内相(分散相)的体积分数在74%以上，甚 至高达99%的乳液，。当高浓乳液的连续相被聚合，分散相被除去，就可以获得具有高空隙 率，规则的孔洞结构的多孔材料。高内相比乳液模板法具有可精确控制孔及通道直径的大 小和分布的优点。高浓乳液是指由固体粒子取代传统表面活性剂所稳定高浓乳液。高浓乳 液具有高稳定性，稳定剂无毒，补强性等特点。由于纳米二氧化钛的表面水接触角较小，较为亲水，不适合稳定油包水型高浓乳 液，本发明提供一种利用液相改性的方法，制备出两亲性表面的改性纳米二氧化钛粒子，并 利用这种粒子稳定了油包水的高浓乳液，此类高浓乳液具有较好的稳定性。以苯乙烯或二 乙烯基苯为油相制备的高浓乳液，可通过聚合油相，并除去水相后得到了具有高空隙率，闭 孔结构的多孔材料。相对于其他表面活性剂稳定的高浓乳液所制备的多孔聚苯乙烯材料来 说，此方法获得的聚苯乙烯材料具有较高的力学性能和较小的表面活性剂使用量。
发明内容
为了克服现有技术无法用粒子稳定方法制备高浓乳液的不足，本发明提供了纳米 二氧化钛粉体改性的方法，采用液相改性，避免了研磨、煅烧等易使纳米粉体产生硬团聚的 加工手段，仅仅通过控制改性用酸的加入量与反应时间，就制备出了具有较佳两亲性表面 的纳米二氧化钛粉体。并利用该粉体，在超声或搅拌作用下，可制备出稳定的高浓乳液，纳 米二氧化钛粉体稳定的存在于油水界面，阻止分散的油(水)凝聚成大液滴而分相，使乳液 保持稳定，制备得到稳定的高浓乳液的方法。本发明提供一种改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液的方法，其特征在于，包含 以下步骤第一步、改性纳米二氧化钛粉体的制备(1)将纳米二氧化钛粉体，在磁力搅拌下，分散在一定量的氯仿和油酸的混合溶液 中，在25 50摄氏度下反应2 5小时；(2)加入甲醇中止反应并沉淀，离心分离，用氯仿清洗，再次离心分离，再用甲醇重 复清洗，将所得凝胶状物质进行在真空，120摄氏度下干燥M小时，取出轻微研磨即可得到 改性纳米二氧化钛粉体。第二步、将第一步制得的改性纳米二氧化钛粉体，按粉体油=1 80 1 120 的质量比加入油中，超声分散15 20分钟或高速搅拌15 25分钟，再向其加入水油体积 比为1 3 1 10的水，超声分散10 15分钟，或高速搅拌15 25分钟，即可得油包 水型改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液。
所述的油性溶剂为二甲苯、或苯乙烯、或苯乙烯和二乙烯基苯。所述的氯仿和油酸的混合溶液中，氯仿和油酸的摩尔比1 1 1 3。本发明的有益效果是采用液相改性，避免了研磨、煅烧等易使纳米粉体产生硬团 聚的加工手段，仅仅通过控制改性用酸的加入量与反应时间，就制备出了具有较佳两亲性 表面的纳米二氧化钛粉体，所得粉体无硬团聚，在超声作用下易达到纳米级分散。由于采用改性的纳米二氧化钛粉体，在超声或搅拌作用下，制备高浓乳液，纳米二 氧化钛粉体稳定的存在于油水界面，阻止分散的水再次凝聚而分相，使乳液保持稳定，所制 乳液室温下存放3个月以上未发现破乳现象。以苯乙烯或二乙烯基苯为油相制备的高浓乳液，可通过聚合油相，并除去水相后 得到了具有高空隙率，闭孔结构的多孔材料。相对于其他表面活性剂稳定的高浓乳液所制 备的多孔聚苯乙烯材料来说，此方法获得的聚苯乙烯材料具有较高的力学性能和较小的表 面活性剂使用量。
图1是实施例1所制备的纳米二氧化钛粉体改性前后的粒度及粒度分布检测2是实施例2所制备的纳米二氧化钛粉体改性前后的粒度及粒度分布检测3是实施例3所制备的纳米二氧化钛粉体改性前后的粒度及粒度分布检测图
具体实施例方式实施例1 取1克粒径Mnm的纳米二氧化钛粉体，在磁力搅拌IOOOrmp下，分散在50毫升的 氯仿和50毫升油酸的混合溶液，在30摄氏度下反应2小时；加入100毫升甲醇中止反应并沉淀，将絮凝状沉淀经过20000rpm高速离心，去除 上层清液得到浅蓝色凝胶状改性纳米二氧化钛，再加入20毫升氯仿漂洗20分钟，再次高速 离心；再加入50毫升甲醇清洗，高速离心，如此重复用甲醇清洗3次，并将得到的凝胶状产 物置于真空烘箱内，120摄氏度下干燥M小时，取出轻微研磨即可得到改性纳米二氧化钛 粉体。取0. 3g制得的改性纳米二氧化钛粉体，加入30毫升二甲苯中，超声分散15分钟 (60KHz，功率200w)，再向其加入5毫升的水，超声分散15分钟(60KHz，功率200w)，即可得 油包水型改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液。该乳液性质稳定，室温下密封放置3个月未出现破乳现象。图1是实施例1所制备的纳米二氧化钛粉体改性前后的粒度及粒度分布检测图。 该粉体经热失重检测，确定其油酸的含量约为1. 8wt%，经检测粒径及粒径分布结果，平均 粒径为31. 8nm。实施例2 取1克粒径22nm的纳米二氧化钛粉体，在磁力搅拌1200rmp下，分散在30毫升的 氯仿和70毫升油酸的混合溶液，在25摄氏度下反应5小时。加入100毫升甲醇中止反应并沉淀，将絮凝状沉淀经过20000rpm高速离心，去除 上层清液得到浅蓝色凝胶状改性纳米二氧化钛，再加入20毫升氯仿漂洗20分钟，再次高速离心；再加入50毫升甲醇清洗，高速离心，如此重复用甲醇清洗5次，将得到的凝胶状产物 置于真空烘箱内，120摄氏度下干燥M小时，取出轻微研磨即可得到改性纳米二氧化钛粉 体。取0. 5克制得的改性纳米二氧化钛粉体，加入50毫升苯乙烯中，高速搅拌15分钟 (15000rpm)；随后在400rpm搅拌下，向该分散液中滴加水6毫升；滴加结束后，在2000rpm 搅拌下分散15分钟，即可得油包水型改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液。图2是实施例2所制备的纳米二氧化钛粉体改性前后的粒度及粒度分布检测图。 该粉体经热失重检测，确定其油酸的含量约为2. 5wt%，经检测粒径及粒径分布结果，平均 粒径为31. 8nm。实施例3 取1克粒径25. 4nm的纳米二氧化钛粉体，在磁力搅拌IOOOrmp下，分散在40毫升 的氯仿和60毫升油酸的混合溶液，在25摄氏度下反应4小时。加入100毫升甲醇中止反应并沉淀，将絮凝状沉淀经过20000rpm高速离心，去除 上层清液得到浅蓝色凝胶状改性纳米二氧化钛，再加入20毫升氯仿漂洗20分钟，再次高速 离心；再加入50毫升甲醇清洗，高速离心，如此重复用甲醇清洗5次，将得到的凝胶状产物 置于真空烘箱内，120摄氏度下干燥M小时，取出轻微研磨即可得到改性纳米二氧化钛粉 体。取0. 5g改性纳米二氧化钛粉体，加入25ml苯乙烯和25ml 二乙烯基苯的混合油相 中，高速搅拌15分钟(15000rpm)；随后在400rpm搅拌下，向该分散液中滴加水5ml ；滴加结 束后，在2500rpm搅拌下分散15分钟，即可得油包水型改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液。图3是实施例3所制备的纳米二氧化钛粉体改性前后的粒度及粒度分布检测图。 该粉体经热失重检测，确定其油酸的含量约为2. Owt% ；经检测粒径及粒径分布结果，平均 粒径为317nm。
权利要求
1.改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液的方法，其特征在于，包含以下步骤第一步、改性纳米二氧化钛粉体的制备(1)将纳米二氧化钛粉体，在磁力搅拌下，分散在一定量的氯仿和油酸的混合溶液中， 在25 50摄氏度下反应2 5小时；(2)加入甲醇中止反应并沉淀，离心分离，用氯仿清洗，再次离心分离，再用甲醇重复清 洗，将所得凝胶状物质进行在真空，120摄氏度下干燥M小时，取出轻微研磨即可得到改性 纳米二氧化钛粉体。第二步、将第一步制得的改性纳米二氧化钛粉体，按粉体油=1 80 1 120的 质量比加入油中，超声分散15 20分钟或高速搅拌15 25分钟，再向其加入水油体积比 为1 3 1 10的水，超声分散10 15分钟，或高速搅拌15 25分钟，即可得油包水 型改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液。
2.根据权利要求1所述的改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液的方法，其特征在于， 所述的油性溶剂为二甲苯、或苯乙烯、或苯乙烯和二乙烯基苯。
3.根据权利要求1所述的改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液的方法，其特征在于， 所述的氯仿和油酸的混合溶液中，氯仿和油酸的摩尔比1 1 1 3。
全文摘要
本发明公开了一种通过改性纳米二氧化钛粉体制备高浓乳液的方法。采用液相改性，避免了研磨、煅烧等易使纳米粉体产生硬团聚的加工手段，仅仅通过控制改性用酸的加入量与反应时间，就制备出了具有较佳两亲性表面的纳米二氧化钛粉体。利用该粉体，在超声或搅拌作用下，可制备出稳定的高浓乳液，纳米二氧化钛粉体稳定的存在于油水界面，阻止分散的油、水凝聚成大液滴而分相，使乳液保持稳定，制备得到的乳液是问下可稳定存放超过3个月不发生明显破乳现象。
文档编号C08J9/28GK102079798SQ20101058433
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月11日 优先权日2010年12月11日
发明者倪永, 刘琳, 朱君, 罗超 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司