[发明专利]金红石型二氧化钛表面包覆水合氧化锆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金红石型二氧化钛表面的包膜方法，特指以氧氯化锆为包覆剂、金红石型二氧化钛为基材、水合氧化锆沉积法包覆金红石型二氧化钛的方法。

背景技术

二氧化钛俗称钛白粉，具有折射率高、消色力强、遮盖力大、光泽度与白度好、化学惰性高、对人体无害等优点，是电子、化工、冶金等工业不可缺少的原料，广泛应用于涂料、纸张、陶瓷、化妆品、电容器等方面。随着二氧化钛的广泛应用，人们对二氧化钛的性能要求越来越高，某些特定的领域对二氧化钛特定的性能有特定的要求，如要求有高的水的分散性、高耐候性、高遮盖力等。由于二氧化钛颗粒具有很强的光催化作用，在太阳光尤其是紫外线的照射下能降解其基料的成膜剂，造成漆膜黄变、粉化等现象，严重影响二氧化钛颜料的使用性能。已有美国专利(B.P.Howard，D.O’Donnell，U.S.Patent 4,447,270，1984)公开了一种在二氧化钛表面包覆氧化锆、二氧化硅及氧化铝三层包覆层，但是多层包覆工艺繁杂，条件苛刻。在二氧化钛表面上直接进行氧化锆包覆取代多层包覆工艺是一条比较经济的工艺路线。但是，目前还没有单独采用氧化锆对金红石型二氧化钛进行包覆的报道。氧化锆包膜以桥氧键合的形式结合在二氧化钛表面，其表面积和表面活性很大，具有很强的吸附力，能提高二氧化钛基底和包覆层之间的结合力，同时能显著地掩蔽二氧化钛晶格表面上的活性基团，提高二氧化钛的耐候性，光泽度，耐久性以及有利于颜料的分散。通常二氧化硅与氧化铝复合包覆二氧化钛过程中，氧化硅、氧化铝的用量约10％左右.

发明内容

本发明提出了一种以氧氯化锆为包覆剂、以金红石型二氧化钛为基底、化学液相沉积法包覆金红石型二氧化钛的方法以克服上诉缺点。

本发明的技术方案如下：

a、将金红石型二氧化钛颗粒分散于去离子水中，加入分散剂，制成悬浮液，其中二氧化钛的浓度为0.1g/ml；超声分散30min，二氧化钛颗粒基本呈单颗粒分散状态；其中所述的分散剂是浓度为50g/L六偏磷酸钠溶液，六偏磷酸钠溶液与二氧化钛悬浮液体积比为1/130；

b、将a步骤制得的浆料移至50～80℃恒温水浴中搅拌，同时用0.5mol/LNaOH溶液调节浆料的pH值为7～11，使用恒流泵并流加入氧氯化锆溶液和质量浓度为1％硫酸溶液，实验过程中氧氯化锆溶液的进料速度保持不变，随时调节硫酸溶液的进料速度以维持溶液的pH值为7～11，滴加完毕后，在不断搅拌的情况下陈化2h，维持溶液的pH值为7～11及水浴温度为50～80℃；其中氧氯化锆溶液的加入量以ZrO₂计为TiO₂重量的1％～5％；

c、将b步骤制的的浆料进行抽滤、用去离子水洗涤并抽滤滤饼，直至滤液的电导率小于20ms/m；再将滤饼鼓风干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为24h然后进行粉碎，即得产品。

本发明使用氧化锆包覆，氧化锆用量在1-5％时，就能呈现良好的包覆性能。单层氧化锆包覆不但工艺简单，而且氧化锆用量少。

附图说明

图1：金红石型TiO₂的透射电镜图；

图2：80℃水浴温度、pH＝7、摩尔比ZrOCl₂/TiO₂＝1/51(ZrO₂重量是TiO₂的3％)透射电镜图；

图3：80℃水浴温度、pH＝9、摩尔比ZrOCl₂/TiO₂＝1/51(ZrO₂重量是TiO₂的3％)透射电镜图；

图4：80℃水浴温度、pH＝11、摩尔比ZrOCl₂/TiO₂＝1/51(ZrO₂重量是TiO₂的3％)透射电镜图；

图5：50℃水浴温度、pH＝9、摩尔比ZrOCl₂/TiO₂＝1/51(ZrO₂重量是TiO₂的3％)透射电镜图；

图6：80℃水浴温度、pH＝9、摩尔比ZrOCl₂/TiO₂＝1/153(ZrO₂重量是TiO₂的1％)透射电镜图；