[发明专利]粒状二氧化钛

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化钛颗粒及其制备方法、由其制备的分散体和特别是它在最终应用产品中的用途。

背景技术

二氧化钛在多种应用例如防晒剂、有机树脂、薄膜和涂料中用作紫外光的衰减剂。

公知的是，UVA辐射主要造成皮肤过早老化，而UVB辐射是皮肤癌的主要原因。目前，几乎所有可商购的二氧化钛产品主要在UVB区域内起衰减作用。尽管这些二氧化钛产品可产生一定的UVA衰减，但许多最终用途的防晒剂产品需要掺入无机UVA吸收剂例如氧化锌和/或有机UVA吸收剂例如丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷(阿伏苯宗)，以便获得所要求的广谱UV防护。最近，随着新欧盟委员会对所有防晒剂产品具有UVA防护(为标签SPF值的至少1/3)的新要求，对具有改进的UVA效果和高的UVA/UVB之比的防晒剂产品的需求增加

另外，近年来，对“仅无机”的防晒剂的需求增加，这是因为担心各种有机UV吸收剂的毒性和一些有机UV吸收剂对无机防晒剂具有“泛黄”影响。还产生对氧化锌的替代物的需求，这是因为法律限制使用氧化锌并且氧化锌具有相对低的UV防护和/或透明度。

因此，需要粒状二氧化钛，它显示出有效的UVB吸收性能而且具有高的UVA效果，和当施加到皮肤上时具有可接受的美学例如透明度和/或皮肤感觉。

发明内容

我们现已令人惊奇地发现了一种克服或明显减轻至少一个前述问题的改进的二氧化钛。

因此，本发明提供中值体积粒径大于70nm的粒状二氧化钛。

本发明进一步提供E₅₂₄低于9l/g/cm、E₃₆₀为25-50l/g/cm和E₃₆₀/E₃₀₈之比为0.5-1.0的粒状二氧化钛。

本发明还进一步提供一种分散体，它包含中值体积粒径大于70nm、和/或E₅₂₄低于9l/g/cm、E₃₆₀为25-50l/g/cm和E₃₆₀/E₃₀₈之比为0.5-1.0的粒状二氧化钛。

本发明还进一步提供一种生产粒状二氧化钛的方法，该方法包括：(i)形成平均长度为40-100nm和/或平均宽度为3-25nm的前体二氧化钛颗粒，和(ii)煅烧该前体颗粒。

本发明甚至进一步提供防晒剂产品，它包括：(i)(a)中值体积粒径大于70nm，和/或(b)E₅₂₄低于9l/g/cm，E₃₆₀为25-50l/g/cm，和E₃₆₀/E₃₀₈之比为0.5-1.0的粒状二氧化钛；和/或(ii)含粒状二氧化钛的分散体，所述粒状二氧化钛具有(a)中值体积粒径大于70nm，和/或(b)E₅₂₄低于9l/g/cm，E₃₆₀为25-50l/g/cm，和E₃₆₀/E₃₀₈之比为0.5-1.0；和/或(iii)通过如下步骤生产的粒状二氧化钛：(a)形成平均长度为40-100nm和/或平均宽度为3-25nm的前体二氧化钛颗粒，和(b)煅烧该前体颗粒。

本发明的二氧化钛颗粒优选包括锐钛矿和/或金红石晶体形式。颗粒内的二氧化钛合适地包括主要部分的金红石，优选大于70wt%、更优选大于80wt%、尤其大于90wt%和特别大于95wt%和最多100wt%的金红石。

可通过标准工序制备所述颗粒，例如使用氯化物工艺，或者通过硫酸盐工艺，或者通过水解合适的钛化合物例如二氯氧化钛或有机或无机钛酸盐，或者通过氧化可氧化的钛化合物例如气相状态的可氧化的钛化合物。

在一个实施方案中，可用选自铝、铬、钴、铜、镓、铁、铅、锰、镍、银、锡、钒、锌、锆和它们的组合物的掺杂剂金属掺杂二氧化钛颗粒。掺杂剂优选选自铬、钴、铜、铁、锰、镍、银和钒，更优选锰和钒，尤其锰，和特别是2+和/或3+状态。

可通过本领域已知的标准方法进行掺杂。优选通过共沉淀二氧化钛和可溶的掺杂剂络合物例如氯化锰或乙酸锰实现掺杂。替代地，可通过焙烧技术进行掺杂，即通过在掺杂剂络合物例如硝酸锰存在下在大于500℃和通常最多1000℃的温度下加热钛络合物进行。也可通过氧化含钛络合物和掺杂剂络合物例如乙酸锰的混合物添加掺杂剂，例如通过喷雾雾化器将混合物喷入到氧化腔室内进行。