一种纳米金属氧化物分散液及其制备方法与流程
本发明涉及光学材料制备，尤其涉及一种纳米金属氧化物分散液及其制备方法。
背景技术：
1、二氧化钛纳米粒子由于其尺寸的细微化、表面独特的物理和化学特性，在新能源制备、化工、医药、光学材料制备等领域有着广阔的应用前景。在光学材料制备领域中，通过将二氧化钛纳米粒子分散体与有机溶剂结合得到的溶剂型二氧化钛分散液，具有高折射率等优异性能。
2、然而，二氧化钛纳米粒子由于粒径小，表面能高，易发生团聚，二氧化钛纳米粒子虽然是亲水性的，但在水介质中的分散性并不理想。在溶液中，二氧化钛表面吸附部分带反电荷的离子形成双电层，从而产生库仑斥力，库仑斥力与范德华力的大小将影响二氧化钛粒子的分散状态。此外，二氧化钛表面性能低，在有机体系中不易分散，而且易团聚和板结。
3、因此，目前现有技术中的二氧化钛分散液大多存在稳定性差，团聚严重的现象，亟须研发一种稳定性高、不易团聚的纳米二氧化钛分散液。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，提供一种纳米金属氧化物分散液及其制备方法，以解决现有技术中纳米二氧化钛分散液稳定性差、团聚严重的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本发明可以采用以下技术方案来实现：
3、第一方面，本发明实施例提供一种纳米金属氧化物分散液，包括：改性二氧化钛纳米粒子、硅烷偶联剂、有机溶剂；
4、所述改性二氧化钛纳米粒子采用无机包覆剂和有机包覆剂改性。
5、进一步的，所述无机包覆剂为氧氯化锆、偏铝酸钠、硫酸铝、硅酸钠、硫酸锆中的一种或几种的组合。
6、进一步的，所述有机包覆剂为三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基硅氧烷中的一种或几种的组合。
7、进一步的，所述无机包覆剂为氧氯化锆和硫酸铝。
8、进一步的，所述有机包覆剂为三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷。
9、进一步的，所述氧氯化锆质量分数为1-2％；所述硫酸铝质量分数为2-3％。
10、进一步的，所述三羟甲基乙烷质量分数为0.1-1％；所述三羟甲基丙烷质量分数为0.1-0.5％。
11、进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。
12、进一步的，所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、丙二醇、丙酮中的一种或几种的组合。
13、进一步的，所述改性二氧化钛纳米粒子在所述纳米金属氧化物分散液中的质量分数为20-80％。
14、进一步的，所述硅烷偶联剂在所述纳米金属氧化物分散液中的质量分数为0.5-10％。
15、进一步的，所述改性二氧化钛纳米粒子的粒径为1-50nm。
16、第二方面，本发明实施例提供一种纳米金属氧化物分散液的制备方法，所述方法包括以下步骤：
17、s1、采用无机包覆剂和有机包覆剂分别对二氧化钛纳米粒子进行改性，得到改性二氧化钛纳米粒子；
18、s2、将步骤s1制得的改性二氧化钛纳米粒子溶于有机溶剂中，去除水分后，加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，得到纳米金属氧化物分散液。
19、第三方面，本发明实施例提供一种上述的纳米金属氧化物分散液在制备光学材料中的应用。
20、有益效果
21、本发明和现有技术相比具有以下优点：
22、本发明先后采用无机包覆剂和有机包覆剂对二氧化钛纳米粒子进行改性，无机和有机包覆剂的改性能对二氧化钛纳米粒子表面进行修饰，降低表面自由能，减少活性点位，从而减小分子间作用力，提高分散性。本发明的二氧化钛纳米粒子经过无机包覆剂改性后再采用有机包覆剂进行二次改性，进一步提高二氧化钛纳米粒子在溶剂中的分散性。
23、本发明的纳米金属氧化物分散液中还包括硅烷偶联剂。硅烷偶联剂可以对改性二氧化钛纳米粒子表面进行改性，提高分散性，同时还能提高分散液的稳定性。
技术特征：
1.一种纳米金属氧化物分散液，其特征在于，所述分散液包括：改性二氧化钛纳米粒子、硅烷偶联剂、有机溶剂；
2.根据权利要求1所述的纳米金属氧化物分散液，其特征在于，所述无机包覆剂为氧氯化锆、偏铝酸钠、硫酸铝、硅酸钠、硫酸锆中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的纳米金属氧化物分散液，其特征在于，所述有机包覆剂为三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基硅氧烷中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求2所述的纳米金属氧化物分散液，其特征在于，所述无机包覆剂为氧氯化锆和硫酸铝。
5.根据权利要求3所述的纳米金属氧化物分散液，其特征在于，所述有机包覆剂为三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷。
6.根据权利要求1-5任一项所述的纳米金属氧化物分散液，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1-5任一项所述的纳米金属氧化物分散液，其特征在于，所述改性二氧化钛纳米粒子在所述纳米金属氧化物分散液中的质量分数为20-80％。
8.根据权利要求1-5任一项所述的纳米金属氧化物分散液，其特征在于，所述硅烷偶联剂在所述纳米金属氧化物分散液中的质量分数为0.5-10％。
9.一种纳米金属氧化物分散液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
10.一种根据权利要求1-5中任一项所述的纳米金属氧化物分散液在制备光学材料中的应用。
技术总结
本发明涉及光学材料制备技术领域，尤其涉及一种纳米金属氧化物分散液及其制备方法。本发明提供一种纳米金属氧化物分散液，分散液包括：改性二氧化钛纳米粒子、硅烷偶联剂、有机溶剂。其中，改性二氧化钛纳米粒子采用无机包覆剂和有机包覆剂改性。本发明采用无极包覆剂和有机包覆剂对二氧化钛纳米粒子双重改性，再配合硅烷偶联剂对二氧化钛纳米粒子进一步修饰，提高了分散性，最大程度的避免沉降和团聚现象产生，提高了分散液的稳定性。
技术研发人员：李福刚,李光余,王鸿,王增友
受保护的技术使用者：明粟光电科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23