[发明专利]纳米二氧化硅包覆二氧化钛粉体

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米二氧化硅包覆二氧化钛粉体。

背景技术

二氧化钛作为白色颜料在涂料、塑料等方面应用广泛。由于二氧化钛有光触媒作用，对涂料的耐久性有不良影响。为了解决这个问题，涂料用二氧化钛一般都用二氧化硅和氧化铝来进行表面包覆来提高二氧化钛的耐久性。但是现有的二氧化硅包覆二氧化钛工艺是向二氧化钛中添加硅酸钠，通过中和硅酸钠得到硅酸，然后包覆在二氧化钛表面，由于硅酸钠中和所得的硅酸易形成凝胶，不能把二氧化硅的含量提高很多，添加量高时无法生产。并且现有工艺中，二氧化钛的表面包覆均匀性和多孔性较差，二氧化钛用于涂料中与树脂的密性上也有待进一步提高。

本发明为了解决上述问题，开发出了纳米二氧化硅粒子堆积方法，解决了上述问题。

本发明的特点是用硅溶胶代替硅酸钠，避免了提高二氧化硅含量包覆时的凝胶现象。本发明的制备方法易于二氧化硅对二氧化钛进行有效包覆，进一步提高二氧化钛的耐久性。二氧化硅包覆二氧化钛的表面为多孔性，和涂料混合后表面容易湿润利于分散，同时和树脂一起固化后树脂的一部分可侵入包覆层内形成一种倾斜构造，大大提高二氧化钛和树脂的附着能力，最终提高涂料等的耐久性。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米二氧化硅包覆二氧化钛粉体，用硅溶胶代替硅酸钠，避免了在提高二氧化硅含量时包覆的凝胶现象，同时提高包覆表面的多孔性和均匀性。

为了解决上述的技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种纳米二氧化硅包覆二氧化钛粉体，由下述重量百分比的组分组成：二氧化硅0.5%～30%，所述二氧化硅的原料来源为硅溶胶，所述的硅溶胶中二氧化硅的质量分数为5～30%，二氧化硅平均粒径为5nm～30nm；二氧化钛70%～99.5%，平均粒径0.05μm～2μm。采用硅溶胶作为二氧化硅的来源，不仅可以对二氧化钛进行有效、均匀的包覆，避免了凝胶现象，同时可以增加粉体中二氧化硅的含量。

作为本发明的优选实施例，在上述粉体中，优选的是：所述的硅溶胶为钠型硅溶胶或酸性硅溶胶中的一种。

所述的纳米二氧化硅包覆二氧化钛粉体的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将二氧化钛配制成固含量为10～40%的料浆；

步骤二：向料浆中加入硅溶胶，搅拌条件下缓慢加入酸或碱调节pH至中性；

步骤三：继续搅拌5-6h熟化后，过滤，并用去离子水清洗滤饼；

步骤四：将滤饼干燥后，于300～1000℃下加热3h，冷却，粉碎后，粉体表面用硅烷偶联剂处理。

作为本发明的优选实施例，上述的制备方法中，优选的是：所述的酸为盐酸、硫酸、硝酸、矿物酸。

作为本发明的优选实施例，上述的制备方法中，优选的是：所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碱金属的碳酸盐及碳酸氢盐。

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

（1）本发明中采用硅溶胶代替硅酸钠作为二氧化硅的来源，采用未经处理的二氧化钛粉体先配制成料浆，避免了为提高二氧化硅含量包覆时的凝胶现象，从而制备的二氧化硅包覆二氧化钛粉体均匀性更佳，包覆在二氧化钛表面的二氧化硅含量也可以增加。

（2）本发明易于实现二氧化硅对二氧化钛进行有效包覆，进一步提高二氧化钛的耐久性，并且制备方法简单，原料易得，成本低。

（3）二氧化硅包覆二氧化钛粉体的表面为多孔性，和涂料混合后表面容易湿润利于分散，同时和树脂一起固化后树脂的一部分可侵入包覆层内形成一种倾斜构造，大大提高二氧化钛和树脂的附着能力，最终提高涂料等的耐久性。

（4）粉体表面采用硅烷偶联剂处理后，改善了粉体与树脂的亲和性，和树脂的结合界面良好，与树脂的密性上也有提高。

附图说明

图1为高温烧结后的二氧化钛电镜图；

图2为实施例1制备的纳米二氧化硅包覆二氧化钛粉体的电镜图。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例1：

步骤一：将未经表面处理平均粒径0.2微米的二氧化钛分散于去离子水中制备成固含量10～40%的料浆。

步骤二：向料浆中按最终粉体中的二氧化硅含量10%投入一步法生产的硅溶胶（Na型、固含量30%、平均粒径10nm），在搅拌条件下慢速加入酸将pH值调至中性。

步骤三：继续搅拌5-6小时熟化后，过滤，并用去离子水清洗滤饼。