[发明专利]二氧化铈包覆金红石型钛白粉的工艺方法及包膜钛白粉

说明书

技术领域

本发明涉及包膜钛白粉生产技术领域，更具体地，涉及一种二氧化铈包覆金红石型钛白粉的工艺方法及包膜钛白粉。

背景技术

金红石型钛白粉是世界上性能最好的一种附着力极强、异常抗老化能力的白色无机颜料，广泛应用于塑料、印刷油墨、造纸、汽车油漆、户外涂料等行业。但是，未经表面处理的金红石型钛白粉一方面分散性差，容易出现团聚现象，另一方面金红石型钛白粉颗粒具有光催化活性，在紫外线照射下容易使得材料的耐候性变差，出现粉化现象。

无机表面处理是通过沉淀和吸附，在钛白粉粒子表面包覆一层无机水合氧化物，通常称为“包膜”。通过包膜可以堵塞晶格缺陷，遮蔽其表面的光活性点，使它不能和有机介质直接接触，从而改善钛白粉微粒的耐候性和耐粉化性。

传统金红石型钛白粉包覆使用硅、铝、锆等水合氧化物，采用溶胶-凝胶法在金红石型钛白粉表面包覆一层金属氧化膜，从而改善金红石型钛白粉的分散性和耐老化性。近几年研究发现稀有金属铈具有较好的紫外线屏蔽能力。理论上，铈的氧化物应该能在金红石型钛白粉表面形成氧化物膜。其包膜过程的化学反应式为式（Ⅰ）所示：

（Ⅰ）

但是，基于利用铈的氧化物在金红石型钛白粉表面形成氧化物膜的设想，目前缺乏简单易行、具有实际操作性和能保证理想的包膜效果的相关技术方案。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是针对现有金红石型钛白粉表面无机包膜的技术不足，尤其是针对利用铈的氧化物在金红石型钛白粉表面形成氧化物膜的技术方案缺乏，提供一种二氧化铈包覆金红石型钛白粉的工艺方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供采用所述工艺方法制备得到的包膜钛白粉。

本发明的发明目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种二氧化铈包覆金红石型钛白粉的工艺方法，包括以下步骤：

S1.取金红石型钛白粉，加入去离子水，定容，形成浆液；

S2.称取六偏磷酸钠加入浆液中，水浴温度下进行超声分散，得分散液；

S3.向S2步骤所得分散液中加入硝酸铈溶液，搅拌均匀，得混合物；

S4.向S3步骤所得混合物中逐滴加入氢氧化钠溶液，调节pH值，陈化，得包膜后的浆液；

S5.将S4步骤所得包膜后的浆液进行抽滤，洗涤滤饼，检测电导率；

S6.将S5步骤所得滤饼烘干；

其中，S1步骤所述浆液的浓度为400～600g∙L^–1；

S2步骤所述六偏磷酸钠的加入量为相对于金红石型钛白粉的质量比例为0.2～0.4%；

S2步骤所述所述超声分散的转速为400～600r/min，所述超声分散的时间为30min；

S3步骤所述硝酸铈溶液中硝酸铈含量相对于金红石型钛白粉的质量比例为2～4%；

优选地，S1步骤所述浆液的浓度为500 g∙L^–1。

优选地，S2步骤所述六偏磷酸钠的加入量为0.3%。

优选地，S2步骤所述超声分散的转速为500r/min。

优选地，S2步骤所述水浴温度为75℃。

优选地，S3步骤所述向S2步骤所得分散液中加入硝酸铈溶液是在65℃的温度下进行。

优选地，S3步骤所述硝酸铈溶液中CeO₂的含量相对于金红石型钛白粉的质量比例为2%。

优选地，S4步骤所述逐滴加入氢氧化钠溶液的滴加速度为5滴/min。

S4步骤所述pH值不做严格限定，优选调节为 8.5。

优选地，S5步骤所述检测电导率使电导率为0.2ms/s。

本发明同时提供基于所述工艺方法制备得到的表面包覆较好的金红石型钛白粉。将S6步骤烘干的滤饼研细即得。粒度不做严格限定，均匀磨细即得。通常地，本发明将其研细至粒度为300nm；其悬浮液上层清液的颜色强度为白色透明；沉降性能为在去离子水中分散超过25天不发生分层现象，在罗丹明b的紫外降解实验中降解度不超过0.2%。

本发明的有益效果：