專利名稱：多功能納米氧化鋅懸浮液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開的多功能納米氧化鋅懸浮液及其制備方法，屬化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是采用特殊的工藝方法和操作規(guī)程，把改性的納米氧化鋅配以不同的表面活性劑和聚合物分散劑，懸浮在不同的溶劑中，從而獲得多功能納米氧化鋅懸浮液。
背景技術(shù)：
納米氧化鋅由于粒徑小(＜100nm)，比表面積大，從而使其具有常規(guī)材料所不具備的特性，如在光學(xué)、電學(xué)、生物和化學(xué)方面所具有的特性等，可廣泛用于橡膠、陶瓷、涂料、紡織、日用化工等行業(yè)。然而，由于其粒徑小，比表面和表面能都非常大，在使用時(shí)易發(fā)生團(tuán)聚，而團(tuán)聚的存在必將大大阻礙納米氧化鋅性能的發(fā)揮；另外，在某些應(yīng)用領(lǐng)域，直接添加粉體較為困難；第一，如前述原因，粉體的性能不能充分發(fā)揮；第二，會(huì)帶來應(yīng)用體系的改變，從而導(dǎo)致應(yīng)用體系的不穩(wěn)定；因此，將納米氧化鋅制備成分散穩(wěn)定性好的懸浮液，是進(jìn)一步提高材料性能的好途徑和好辦法，也是某些應(yīng)用領(lǐng)域的必然要求。此外，為了改進(jìn)納米氧化鋅在光學(xué)、電學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)方面的性能，往往對(duì)粉體表面予以有機(jī)和無(wú)機(jī)修飾，主要目的是提高納米氧化鋅性能和使其具有穩(wěn)定的分散性能，從而獲得功能性更強(qiáng)的納米氧化鋅懸浮液。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容是首先選用改性的納米氧化鋅，利用已有技術(shù)在氨法生產(chǎn)納米氧化鋅的過程中對(duì)其進(jìn)行有機(jī)和無(wú)機(jī)改性；其次采用不同的表面活性劑作為懸浮液的分散穩(wěn)定劑；第三步在不同的溶劑中經(jīng)特殊的分散工藝制備而成。見到的文獻(xiàn)有EP0824086是關(guān)于氧化鋅在水溶液中的懸浮液的制備，所用的氧化鋅為顆粒，表面由非晶態(tài)的硅所包覆，分散穩(wěn)定劑由四氨基的乙醚纖維和聚乙二醇組成；另一文獻(xiàn)US5417961是關(guān)于0.01-0.25μm的氧化鋅在水相和油相中懸浮液的制備，所用的穩(wěn)定劑為聚乙烯；美國(guó)GB生物科學(xué)公司在中國(guó)申請(qǐng)的專利CN95191521是關(guān)于1-10μm的氧化鋅在水溶液中懸浮液的制備，所用的穩(wěn)定劑為非離子表面活性劑。本發(fā)明的技術(shù)與上述專利相比，第一，氧化鋅的粒徑不同，為納米級(jí)；第二，采用的分散穩(wěn)定劑的種類和溶劑的種類有所不同；第三，氧化鋅懸浮液的制備方法不同。本發(fā)明中所用的氧化鋅為納米級(jí)氧化鋅，而且在氨法制備納米氧化鋅的過程中利用已有技術(shù)對(duì)其分別進(jìn)行了有機(jī)和無(wú)機(jī)改性，采用不同的表面活性劑作為懸浮液的分散穩(wěn)定劑，針對(duì)不同應(yīng)用體系選用不同種類的溶劑即有機(jī)溶劑或水溶液等，采用特殊的分散工藝所制備成的納米氧化鋅懸浮液，其分散穩(wěn)定性好，功能性強(qiáng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是向社會(huì)推出多功能納米氧化鋅懸浮液及其制備方法。實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的之技術(shù)思路是采用改性的納米氧化鋅配以不同的表面活性劑和聚合物，針對(duì)不同的應(yīng)用體系，在不同種類的溶劑中通過特殊的分散工藝方法制備而成，從而獲得分散穩(wěn)定性好，功能性強(qiáng)的懸浮液，使納米氧化鋅的性能得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容包括多功能納米氧化鋅懸浮液的技術(shù)方案和該懸浮液制備方法的技術(shù)方案。
多功能納米氧化鋅懸浮液的技術(shù)方案如下這種多功能納米氧化鋅懸浮液，是以改性的納米氧化鋅為主劑，添加適量分散穩(wěn)定劑，然后配以溶劑混合，采用一套制備工藝方法，制成穩(wěn)定的納米氧化鋅懸浮液，其中改性納米氧化鋅是納米級(jí)氧化鋅按需用要求經(jīng)公知技術(shù)之有機(jī)、無(wú)機(jī)改性劑改性的納米氧化鋅，技術(shù)特點(diǎn)在于所述的多功能納米氧化鋅懸浮液的各組份及其配方比例為改性納米氧化鋅∶分散穩(wěn)定劑∶溶劑＝5-50％∶0.5-10％∶40-94.5％。但各組份之比例總和須滿足100％(重量百分比)；其中，分散穩(wěn)定劑可以是非離子類表面活性劑或聚合物分散劑；溶劑可以是有機(jī)溶劑或水。
如上所述的多功能納米氧化鋅懸浮液，詳細(xì)技術(shù)特點(diǎn)還有a.所述的改性納米氧化鋅可以再添加配合劑之碳酸鈣、二氧化鈦、二氧化硅、云母、蒙脫土、高嶺土、利得粉、氧化鎂中的至少一種，其添加組份比例為改性的納米氧化鋅∶配合劑至少一種＝95-99.9％∶0.1-5％，各組份比例總和須滿足100％(重量百分比)。b.所述的分散穩(wěn)定劑可以是下述之中的任一種或任二種非離子類表面活性劑之聚乙二醇(聚合度≥200)、脂肪醇聚氧乙烯醚，聚合物分散劑之聚丙烯酸鹽、聚乙烯醇、硅油等。c.所述的溶劑可以是有機(jī)溶劑之異丙醇、乙酸乙酯、二甲苯、乙二醇及去離子水中任一種。
關(guān)于這種多功能納米氧化鋅懸浮液的制備方法是制備納米材料懸浮液的一套工藝方法，它采用改性的納米氧化鋅為主劑，添加適量分散穩(wěn)定劑，然后配以溶劑混合，制備成納米氧化鋅懸浮液，技術(shù)特點(diǎn)在于a.所述的納米氧化鋅懸浮液的各組份及其配方比例為改性納米氧化鋅∶分散穩(wěn)定劑∶溶劑＝5-50％∶0.5-10％∶40-94.5％。但各組份之比例總和須滿足100％(重量百分比)；其中分散穩(wěn)定劑可以是非離子類表面活性劑或聚合物分散劑；溶劑可以是有機(jī)溶劑或水；b.納米氧化鋅懸浮液的制備工藝方法根據(jù)需求把各組份按配比量備齊，先將分散穩(wěn)定劑加熱至溶化，加入溶劑與之混合均勻，然后邊攪拌邊加入改性納米氧化鋅，加完畢后常溫下攪拌0.5-2小時(shí)，制備成穩(wěn)定懸浮液，經(jīng)檢驗(yàn)合格，貯藏待用；其中，常溫下攪拌制備懸浮液的方法，可以是超聲波法、高剪切乳化法和高壓均質(zhì)乳化法。這些都是公知的技術(shù)方法。
如上所述的多功能納米氧化鋅懸浮液的制備方法詳細(xì)技術(shù)要點(diǎn)有a.所述的改性納米氧化鋅可以再添加配合劑之碳酸鈣、二氧化鈦、二氧化硅、云母、蒙脫土、高嶺土、利得粉、氧化鎂中的至少一種，其添加組份比例為改性的納米氧化鋅∶配合劑至少一種＝95-99.9％∶0.1-5％，各組份比例總和須滿足100％(重量百分比)。b.所述的分散穩(wěn)定劑可以是下述之中的任一種或任二種非離子類表面活性劑之聚乙二醇(聚合度≥200)、脂肪醇聚氧乙烯醚，聚合物分散劑之聚丙烯酸鹽、聚乙烯醇、硅油等。c.所述的溶劑可以是有機(jī)溶劑之異丙醇、乙酸乙酯、二甲苯、乙二醇及去離子水中任一種。
本發(fā)明制備方法的優(yōu)點(diǎn)是利用改性的納米氧化鋅，配以不同的表面活性劑和聚合物，對(duì)于不同的應(yīng)用體系，采用不同種類的溶劑，通過特殊的分散工藝制備成穩(wěn)定的納米氧化鋅懸浮液。制成的納米氧化鋅懸浮液，分散穩(wěn)定性好，功能性強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于涂料、陶瓷、紡織、日化等行業(yè)或領(lǐng)域，是一種很有市場(chǎng)前景的多功能納米氧化鋅懸浮液。其制備方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，操作容易，效果顯著。
四
圖1是多功能納米氧化鋅懸浮液的制備工藝流程方框圖。
在圖1中1、不同的分散穩(wěn)定劑；2、不同種類的溶劑、水；3、混合；4、改性的納米氧化鋅；5、一級(jí)乳化；6、二級(jí)乳化；7、納米氧化鋅懸浮液。
五、具體實(shí)施方案實(shí)施例一本例為多功能納米氧化鋅懸浮液及其制備方法1、制備方法在制備過程中按需要添加的不同復(fù)合組份是改性的納米氧化鋅、非離子分散穩(wěn)定劑以及不同的溶劑異丙醇或水，其各組份及含量為改性的納米氧化鋅∶聚乙二醇∶異丙醇(或水)＝5％∶0.5％∶94.5％，但各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)；先將分散穩(wěn)定劑加入到溶劑中混合均勻，然后邊攪拌邊加入改性納米氧化鋅，加完畢后常溫下攪拌0.5小時(shí)，制備成穩(wěn)定懸浮液。其中，改性納米氧化鋅可以進(jìn)行有機(jī)或/和無(wú)機(jī)改性，還可以是添加配合劑之碳酸鈣、云母兩種，還可添加組份比例為改性的納米氧化鋅∶碳酸鈣∶云母＝95％∶2.5％∶2.5％，各組份比例總和已滿足100％(重量百分比)。常溫下攪拌制備懸浮液的方法，可以是超聲法、高剪切乳化法和高壓均質(zhì)乳化法中的任一種。
2、多功能納米氧化鋅懸浮液該例的納米氧化鋅懸浮液的各組份及含量為改性的納米氧化鋅∶聚乙二醇∶異丙醇(或水)＝5％∶0.5％∶94.5％，但各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)，并按該例一之1中所述的工藝方法制成。制成的多功能納米氧化鋅懸浮液，分散穩(wěn)定性好，功能性強(qiáng)，使納米氧化鋅的性能得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
實(shí)施例二本例為多功能納米氧化鋅懸浮液及其制備方法1、制備方法在制備過程中按需要添加的不同復(fù)合組份是改性的納米氧化鋅、非離子分散穩(wěn)定劑以及不同的溶劑乙酸乙酯或水，其各組份及含量為改性的納米氧化鋅∶脂肪醇聚氧乙烯醚∶乙酸乙酯(或水)＝20％∶5％∶75％，但各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)；先將分散穩(wěn)定劑加入到溶劑中混合均勻，然后邊攪拌邊加入改性納米氧化鋅，加完畢后常溫下攪拌1小時(shí)，制備成穩(wěn)定懸浮液。其中，改性納米氧化鋅除進(jìn)行有機(jī)或/和無(wú)機(jī)改性之外，還可添加配合劑之二氧化鈦或蒙脫土，還可添加的配方比例為改性納米氧化鋅∶二氧化鈦(或蒙脫土)＝99.9％∶0.1％，各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)。常溫下攪拌制備懸浮液的方法，可以是超聲法、高剪切乳化法和高壓均質(zhì)乳化法中的任一種。
2、多功能納米氧化鋅懸浮液該例的納米氧化鋅懸浮液的各組份及含量為改性的納米氧化鋅∶脂肪醇聚氧乙烯醚∶乙酸乙酯(或水)＝20％∶5％∶75％，但各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)，并按該例二之1中所述的工藝方法制成。制成的多功能納米氧化鋅懸浮液，分散穩(wěn)定性好，功能性強(qiáng)，使納米氧化鋅的性能得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
實(shí)施例三本例為多功能納米氧化鋅懸浮液及其制備方法1、制備方法在制備過程中按需要添加的不同復(fù)合組份是改性的納米氧化鋅、聚合物分散穩(wěn)定劑以及不同的溶劑二甲苯或乙二醇，其各組份及含量為改性的納米氧化鋅∶聚丙烯酸鹽∶二甲苯(或乙二醇)＝50％∶10％∶40％，但各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)；先將分散穩(wěn)定劑加入到溶劑中混合均勻，然后邊攪拌邊加入改性納米氧化鋅，加完畢后常溫下攪拌2小時(shí)，制備成穩(wěn)定懸浮液。其中，改性納米氧化鋅除進(jìn)行有機(jī)或/和無(wú)機(jī)改性外，還可添加配合劑之二氧化硅和高嶺土，它們的配方比例為改性納米氧化鋅∶二氧化硅∶高嶺土＝96.5％∶2％∶1.5％，各組份比例總和已滿足100％(重量百分比)。常溫下攪拌制備懸浮液的方法，可以是超聲法、高剪切乳化法和高壓均質(zhì)乳化法中的任一種。
2、多功能納米氧化鋅懸浮液該例的納米氧化鋅懸浮液的各組份及含量為改性的納米氧化鋅∶聚丙烯酸鹽∶二甲苯(或乙二醇)＝50％∶10％∶40％，但各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)，并按該例三之1中所述的工藝方法制成。制成的多功能納米氧化鋅懸浮液，分散穩(wěn)定性好，功能性強(qiáng)，使納米氧化鋅的性能得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
實(shí)施例四本例為多功能納米氧化鋅懸浮液及其制備方法1、制備方法在制備過程中按需要添加的不同復(fù)合組份是改性的納米氧化鋅、聚合物分散穩(wěn)定劑以及不同的溶劑乙二醇或水，其各組份及含量為改性的納米氧化鋅∶聚乙烯醇(或硅油)∶乙二醇(或水)＝35％∶15％∶50％，但各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)；先將分散穩(wěn)定劑加入到溶劑中混合均勻，然后邊攪拌邊加入改性納米氧化鋅，加完畢后常溫下攪拌1.5小時(shí)，制備成穩(wěn)定懸浮液。其中，改性納米氧化鋅除進(jìn)行有機(jī)或/和無(wú)機(jī)改性外，還可添加配合劑之氧化鎂和利得粉，它們的配方比例為改性納米氧化鋅∶氧化鎂∶利得粉＝98％∶1％∶1％，各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)。常溫下攪拌制備懸浮液的方法，可以是超聲法、高剪切乳化法和高壓均質(zhì)乳化法中的任一種。
2、多功能納米氧化鋅懸浮液該例的納米氧化鋅懸浮液的各組份及含量為改性的納米氧化鋅∶聚乙烯醇(或硅油)∶乙二醇(或水)＝35％∶15％∶50％，但各組份之比例總和已滿足100％(重量百分比)，并按該例四之1中所述的工藝方法制成。制成的多功能納米氧化鋅懸浮液，分散穩(wěn)定性好，功能性強(qiáng)，使納米氧化鋅的性能得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種多功能納米氧化鋅懸浮液，它以改性的納米氧化鋅為主劑，添加適量分散穩(wěn)定劑，然后配以溶劑混合，采用一套制備工藝方法，制成穩(wěn)定的納米氧化鋅懸浮液，其中改性納米氧化鋅是納米級(jí)氧化鋅按需用要求經(jīng)有機(jī)、無(wú)機(jī)改性劑改性的納米氧化鋅，特征在于所述的納米氧化鋅懸浮液的各組份及其配方比例為改性納米氧化鋅∶分散穩(wěn)定劑∶溶劑＝5-50％∶0.5-10％∶40-94.5％，但各組份比例總和須滿足100％(重量百分比)；其中，分散穩(wěn)定劑可以是非離子類表面活性劑或聚合物分散劑；溶劑可以是有機(jī)溶劑或水。
2.一種多功能納米氧化鋅懸浮液的制備方法，是制備納米材料懸浮液的一套工藝方法，它采用改性的納米氧化鋅為主劑，添加適量分散穩(wěn)定劑，然后配以溶劑混合，制備成納米氧化鋅懸浮液，特征在于a.所述的納米氧化鋅懸浮液的各組份及其配方比例為改性納米氧化鋅∶分散穩(wěn)定劑∶溶劑＝5-50％∶0.5-20％∶30-94.5％。但各組份比例總和須滿足100％(重量百分)；其中分散穩(wěn)定劑可以是非離子類表面活性劑或聚合物分散劑；溶劑可以是有機(jī)溶劑或水；b.納米氧化鋅懸浮液的制備工藝方法根據(jù)需求把各組份按配比量備齊，先將分散穩(wěn)定劑加熱至溶化，加入溶劑與之混合均勻，然后邊攪拌邊加入改性納米氧化鋅，加完畢后常溫下攪拌0.5-2小時(shí)，制備成穩(wěn)定懸浮液，經(jīng)檢驗(yàn)合格，貯藏待用；其中，常溫下攪拌制備懸浮液的方法，可以是超聲法、高剪切乳化法和高壓均質(zhì)乳化法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能納米氧化鋅懸浮液，特征在于a.所述的改性納米氧化鋅可以再添加配合劑之碳酸鈣、二氧化鈦、二氧化硅、云母、蒙脫土、高嶺土、利得粉、氧化鎂中的至少一種，其添加組份比例為改性的納米氧化鋅∶配合劑至少一種＝95-99.9％∶0.1-5％，各組份比例總和須滿足100％(重量百分比)；b.所述的分散穩(wěn)定劑可以是下述之中的任一種或任二種非離子類表面活性劑之聚乙二醇(聚合度≥200)、脂肪醇聚氧乙烯醚，聚合物分散劑之聚丙烯酸鹽、聚乙烯醇、硅油；c.所述的溶劑可以是有機(jī)溶劑之異丙醇、乙酸乙酯、二甲苯、乙二醇及去離子水中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能納米氧化鋅懸浮液的制備方法，特征在于a.所述的改性納米氧化鋅可以再添加配合劑之碳酸鈣、二氧化鈦、二氧化硅、云母、蒙脫土、高嶺土、利得粉、氧化鎂中的至少一種，其添加組份比例為改性的納米氧化鋅∶配合劑至少一種＝95-99.9％∶0.1-5％，各組份比例總和須滿足100％(重量百分比)；b.所述的分散穩(wěn)定劑可以是下述之中的任一種或任二種非離子類表面活性劑之聚乙二醇(聚合度≥200)、脂肪醇聚氧乙烯醚，聚合物分散劑之聚丙烯酸鹽、聚乙烯醇、硅油；c.所述的溶劑可以是有機(jī)溶劑之異丙醇、乙酸乙酯、二甲苯、乙二醇及去離子水中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了多功能納米氧化鋅懸浮液及其制備方法,屬化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。該多功能懸浮液由改性的納米氧化鋅作為固體相,配以不同的表面活性劑和聚合物作為分散穩(wěn)定相,采用特殊的工藝方法使之懸浮在不同的有機(jī)溶劑、水等溶劑液相中制備而成。利用該制備方法制成的多功能懸浮液,其分散性穩(wěn)定,均勻性一致,且功能性強(qiáng),可廣泛應(yīng)用于涂料、陶瓷、紡織等行業(yè)或領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09C3/00GK1389520SQ0212124
公開日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2002年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月12日
發(fā)明者駱天榮, 趙永紅, 喬愛萍, 楊春光 申請(qǐng)人:駱天榮