一种聚合物包封的TiO2复合物及其乳液制造技术

本发明专利技术提供一种聚合物包封的TiO2复合物，其制备方法包括如下步骤：S1.向含有TiO2的初始反应液中加入氧化剂溶液和还原剂溶液；S2.加入单体乳液Me1，使单体乳液Me1中含有的单体发生聚合以在TiO2表面形成碱溶涨聚合物包覆层；S3.加入单体乳液Me2，使单体乳液Me2中含有的单体发生聚合以在TiO2的表面形成包覆碱溶涨聚合物包覆层的非碱溶涨聚合物包覆层；S4.加入中和剂调节Ph至7.5

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物包封的TiO2复合物及其乳液


[0001]本专利技术属于树脂与化学合成
，具体地，涉及一种聚合物包封的TiO2复合物及其乳液。

技术介绍

[0002]水性内墙乳胶漆涂料属于水性涂料的一种，是以合成聚合物乳状物为基料，将颜料、填料、助剂分散于其中而形成的水分散系统，水性内墙乳胶漆涂料因以水为分散介质，具有健康、环保、施工方便、耐水性好、耐擦洗性能优异等特点，受到人们的喜爱。近年来随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，我国涂料的消费量一直稳步增长。
[0003]遮盖力是乳胶漆涂料的一项重要性能之一，反映内墙乳胶漆白色和浅色涂料消除底材颜色的能力，钛白粉是影响乳胶漆涂料遮盖力的主要因素。然而，由于国内原钛矿资源的短缺，造成了钛白粉的供应紧张和价格上涨，也给涂料生产商带来了巨大的成本压力。因此，提高钛白粉的使用效率，通过不改变遮盖力的前提下降低钛白粉的使用量，或者寻求遮盖力更强的钛白粉从而降低成本成为涂料行业可持续发展的一种新思路。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种聚合物包封的TiO2复合物及其乳液，以使由聚合物包封的TiO2复合物形成的乳液具有高遮盖力。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种聚合物包封的TiO2复合物，其制备方法包括如下步骤：
[0006]S1.向含有TiO2的初始反应液中加入氧化剂溶液和还原剂溶液，制得第一反应液；
[0007]S2.向第一反应液中加入单体乳液Me1，制得第一混合液，使单体乳液Me1中含有的单体发生聚合以在TiO2表面形成碱溶涨聚合物包覆层，其中，单体乳液Me1含有的单体为甲基丙烯酸烷基酯、含羧基不饱和酸。
[0008]S3.向S2制得的第一混合液中加入单体乳液Me2，制得第二混合液，使单体乳液Me2中含有的单体发生聚合以在TiO2的表面形成包覆碱溶涨聚合物包覆层的非碱溶涨聚合物包覆层，其中，单体乳液Me2含有的单体为丙烯酸烷基酯、苯乙烯。
[0009]S4.加入中和剂调节S3制得的第二混合液的Ph至7.5
‑
8.5，以使碱溶涨聚合物包覆层和非碱溶涨聚合物包覆层发生不同程度的溶胀，至碱溶涨聚合物包覆层的折射率和非碱溶涨聚合物包覆层的折射率不同。在本专利技术中，通过采用多层包封技术，使TiO2均匀包封在聚合物包覆层中，并通过调节Ph值，使第一层碱溶胀聚合物包覆层伸展膨胀，与第二层非碱溶胀聚合物包覆层之间形成不同的折射率，从而提高乳液的遮盖力。
[0010]优选地，上述初始反应液的制备方法包括以下步骤：按照质量份数计算，将TiO21000份、分散剂溶液50
‑
90份、纯水200
‑
300份混合，对由此形成的浆液进行研磨。由于TiO2表面含大量的羟基，很容易发生团聚，团聚后TiO2的遮盖能力会受到很大影响。所以TiO2使用前要进行较仔细的研磨，并在研磨过程中加入一定量的分散剂，目的一方面是使
TiO2颗粒分开，从而使TiO2的遮盖能力得到更大的发挥，另一方面是在添加氧化还原剂和单体乳液之前、研磨TiO2过程中加入分散剂，这一加料顺序使分散剂在碱溶涨聚合物和非碱溶胀聚合物聚合之前粘附于TiO2，防止TiO2团聚，从而提高TiO2颗粒的分散稳定性。
[0011]优选地，上述形成的浆液在研磨罐中以2000rpm的速度研磨20min，形成的浆液浆液固含量为76.5％。
[0012]优选地，按照质量份数计算，制备分散剂溶液的原料包括单体溶液35
‑
75份、引发剂1.5
‑
6份，其中单体溶液包括丙烯酰胺类化合物、丙烯酸酯类化合物、链转移剂和有机溶剂。
[0013]优选地，引发剂包括2,2
‑
偶氮双(2,4
‑
二甲基戊腈)。
[0014]优选地，丙烯酰胺类化合物包括2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙烷磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种；
[0015]优选地，丙烯酸酯类化合物包括丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
[0016]优选地，丙烯酸酯单体选自丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种；
[0017]优选地，有机溶剂为乙醇、甲醇、丙醇中的至少一种；
[0018]优选地，链转移剂为正十二烷基硫醇、苯甲酸正十二烷基硫醇酯中的至少一种。
[0019]优选地，按照质量份数计算，制备上述单体溶液的原料包括去离子水5
‑
17份、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙烷磺酸20
‑
60份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵4
‑
12份、丙烯酸酯单体10
‑
30份、甲基丙烯酸甲酯20
‑
40份、有机溶剂20
‑
60份，链转移剂1
‑
4份。
[0020]优选地，上述分散剂溶液的制备方法包括如下步骤：
[0021]步骤a，将丙烯酰胺类化合物、丙烯酸酯类化合物、链转移剂混合，制备单体溶液；
[0022]步骤b，向单体溶液加入引发剂，使单体溶液发生聚合反应，以聚合反应完成后制得的聚合物作为分散剂聚合物；
[0023]步骤c，从步骤b制得的产物中提取分散剂聚合物，将分散剂聚合物溶于水中，由此形成的溶液为分散剂溶液。
[0024]优选地，在制备分散剂溶液的过程中，步骤b的具体操作包括：按照质量分数计算，先将步骤a制得的单体溶液35
‑
75份与引发剂0.5
‑
3份、有机溶剂25
‑
45份、去离子水5
‑
15份在70℃混合，再升温至77℃第二次加入引发剂1
‑
3份和有机溶剂1
‑
3份，保温60min后制得的聚合物为分散剂聚合物。在本专利技术中，通过分步加入引发剂，并分步缓慢升温，能够缓慢释放引发剂，分阶段引发聚合反应，有利于提高制得的分散剂聚合物的稳定性，从而提高分散剂对TiO
2的
遮盖力。
[0025]优选地，在制备分散剂溶液的过程中，步骤c的具体操作包括先将步骤b制得的分散剂聚合物除去有机溶剂并干燥后，加水溶解，再加入氨水调节Ph至4
‑
6后得到分散剂溶液。在上述Ph范围内制得分散剂溶液，能够提高TiO2的分散性，一方面能够使分散剂的解离程度较小，使其吸附于TiO2颗粒表面的吸附量相对较大，能充分发挥其分散作用，另一方面是避免影响包封TiO2的聚合物包覆层的合成稳定性。
[0026]优选地，在步骤c中，将上述步骤b制得的分散剂聚合物通过旋转蒸发仪除去有机溶剂。
[0027]优选地，S1中氧化剂溶液是双氧水、叔丁基过氧化氢中的至少一种；还原剂溶液是抗坏血酸、异抗坏血酸、亚硫酸氢钠中的至少一种。
[0028]优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物包封的TiO2复合物，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：S1.向含有TiO2的初始反应液中加入氧化剂溶液和还原剂溶液，制得第一反应液；S2.向所述第一反应液中加入单体乳液Me1，制得第一混合液，使所述单体乳液Me1中含有的单体发生聚合以在TiO2表面形成碱溶涨聚合物包覆层，其中，所述单体乳液Me1含有的单体为甲基丙烯酸烷基酯、含羧基不饱和酸；S3.向所述S2制得的第一混合液中加入单体乳液Me2，制得第二混合液，使所述单体乳液Me2中含有的单体发生聚合以在TiO2的表面形成包覆所述碱溶涨聚合物包覆层的非碱溶涨聚合物包覆层，其中，所述单体乳液Me2含有的单体为丙烯酸烷基酯、苯乙烯；S4.加入中和剂调节所述S3制得的第二混合液的Ph至7.5
‑
8.5，以使所述碱溶涨聚合物包覆层和所述非碱溶涨聚合物包覆层发生不同程度的溶胀，至所述碱溶涨聚合物包覆层的折射率和所述非碱溶涨聚合物包覆层的折射率不同。2.如权利要求1所述聚合物包封的TiO2复合物，其特征在于，所述初始反应液的制备方法包括以下步骤：将TiO2和分散剂溶液混合，对由此形成的浆液进行研磨；按照质量份数计算，制备所述分散剂溶液的原料包括单体溶液35
‑
75份、引发剂1.5
‑
6份，其中单体溶液包括丙烯酰胺类化合物、丙烯酸酯类化合物、链转移剂和有机溶剂。3.如权利要求2所述聚合物包封的TiO2复合物，其特征在于，丙烯酰胺类化合物包括2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙烷磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种；和/或，所述丙烯酸酯类化合物包括丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，其中，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。4.如权利要求2所述聚合物包封的TiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋高占，陈娟，岑婉莹，曾庆乐，
申请(专利权)人：广东巴德富新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：