覆有二氧化钛膜的粉末及其制造方法技术

一种制备一种具有基质粉末并在其上形成至少一层二氧化钛膜的粉末的方法，其特征在于，包括将基质粉末分散在ｐＨ７．０～１２．０的缓冲液中，以制备悬浮液，并向该悬浮液中加入含过氧钛酸的过氧化氢－氨水混合液，从而通过悬浮液中的过氧钛酸分解，以控制方式沉积二氧化钛，并在所述基质粉末上涂敷二氧化钛膜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于覆有二氧化钛膜的粉末及制造该粉末的方法。尤其是本专利技术关于可用于各种用途的覆有二氧化钛膜的粉末，诸如光催化剂粉末、用于彩色墨汁或彩色调节剂的着有兰色或紫红色的颜料粉末、用于塑料或纸张的填料粉末，和用于化妆品的粉末，以及生产这些粉末的方法。
技术介绍
到目前为止，本专利技术人已研制并公开了一种用含有二氧化硅/二氧化钛(下文中也称作氧化钛)的干扰膜包覆黑色磁性粉末，而制得彩色黑磁性粉末的方法(如，JP-A-10-330644)。本专利技术人还研制并公开了一种用二氧化钛膜包覆基质粒子，如铁粉末的方法，它包括通过金属醇盐的水解反应，而在液相中涂敷二氧化钛(下文中也称为氧化钛)膜的方法(如，JP-A-228604)；和通过利用硫酸氧钛溶液中和金属盐的水解反应，在液相中涂敷氧化钛膜的方法(如，JP-A-2000-345072)。除了这些之外，还公开了一种利用氯化钛(IV)溶液，通过金属盐的热水解反应，在液相中涂敷氧化钛膜的方法(如，JP-A-5-286738)。顺便说一下，由本专利技术人所研制的用氧化钛膜涂敷等方法仍存在各种的问题。就使用金属醇盐作氧化钛涂膜的原料而言，存在许多问题，例如，由于金属醇盐的水解反应进行得极其迅速，反应体系必须保持在恒温和恒湿的条件下；用作原料的金属醇盐相当昂贵；和必须使用有机溶剂作反应溶剂，而该有机溶剂是一种危险物质，例如醇类，并且，防爆设备等的价格是很高的。另一方面，通过中和金属盐的水解反应，在液相中涂敷氧化钛膜的方法，存在的缺点是基质粒子悬浮液在反应的初始阶段或最终状态成为酸性。另外通过金属盐的热水解反应而在液相中涂敷氧化钛膜的方法，存在的缺点是基质粒子悬浮液在高温下成为酸性。在通过中和金属盐的水解反应，而涂敷氧化钛膜的方法中，难以使用铁粉末等作为基质，这是因为它在酸性环境中是高度可腐蚀的。专利技术的公开本专利技术是克服上述相关技术的缺点因此提供一种安全且价廉的覆有二氧化钛膜的粉末，并对酸性环境中高度可腐蚀的铁粉末等，也能易于用作基质。本专利技术还提供一种制造涂覆粉末的方法。作为专利技术研究的结果，本专利技术人通过使用如下构成成功地解决了上述问题。即，本专利技术如下。(1)覆有二氧化钛膜的粉末包括在其上提供至少一层二氧化钛膜的基质粒子。其中通过将基质粒子悬浮在pH7.0～12.0的缓冲溶液中，以形成悬浮液，并向该悬浮液中添加含有过氧钛酸的过氧化氢-氨水混合液，由此调整通过过氧钛酸在悬浮液中的分解所诱发的二氧化钛沉积反应而用二氧化钛膜涂敷基质粒子。(2)根据上述(1)的覆有二氧化钛膜的粉末，其中含有过氧钛酸的过氧化氢-氨水混合液，其pH值为7.0～12.0。(3)根据上述(1)的覆有二氧化钛膜的粉末，其中，基质粒子上的二氧化钛膜的厚度为10～1000nm。(4)一种制造覆有二氧化钛膜粉末的方法，其包含一种在其上提供至少一层二氧化钛膜的基质粒子，方法包括将基质粒子悬浮在pH7.0～12.0的缓冲液中，以获得悬浮液，并向该悬浮液中添加含有过氧钛酸的过氧化氢-氨水混合液，通过调整过氧钛酸在悬浮液中的分解所诱发的二氧化钛沉积反应，并用二氧化钛膜涂敷基质粒子。(5)根据上述(4)的制造覆有二氧化钛膜粉末的方法，其中含有过氧钛酸的过氧化氢-氨水混合液的pH为7.0～12.0。(6)根据上述(4)的制造覆有二氧化钛膜粉末的方法，其中在基质粒子上的二氧化钛膜厚度为10～1000nm。本专利技术的覆有二氧化钛粉末和制造该粉末的方法，其优点是成膜反应可在5～50℃的通常温度下进行，并使基质粒子悬浮液保持在pH为7.012.0的中性或弱碱性状态，即使是在酸性环境中会高度腐蚀的铁粉末等，都可用作基质。而且，在本专利技术的覆有二氧化钛膜粉末和其制造方法中，除了在酸性环境下会高度腐蚀的铁粉末等以外，在pH为5或低于5的酸性环境条件下，进行溶解的例如碳酸钙，也可用作基质粒子。附图简要描述附图说明图1是表示对实施例1中获得的覆有二氧化钛膜的坡莫合金粉末的光谱反射率曲线示图。图2是表示对实施例2中获得的覆有二氧化钛膜的铁粉末的光谱反射率曲线示图。图3是表示对实施例3中覆有二氧化硅/二氧化钛二层膜的坡莫合金粉末的光谱反射率曲线示图。实施专利技术的最佳方式用于制造本专利技术的覆有二氧化钛膜粉末的基质粒子没有特殊限定。基质粒子可以是含有金属的无机材料或有机材料，或者，可以是磁性材料、介电材料、导电材料、绝缘材料等中的任何材料。就基质是金属而言，它可以是诸如铁、镍、铬、钛、或铝等中的任何金属。然而，要使用磁特性基质的情况下，最好利用一种具有磁特性的，例如铁。这些金属可以是合金。如上述，就使用具有磁特性的基质来说，最好是铁磁合金。在粉末的基质是金属化合物时，其典型的实例包括上述金属的氧化物，例如可以由以下金属的氧化物制得即铁、镍、铬、钛、铝、硅等的氧化物，钙、镁、钡等的氧化物，或这些氧化物的组合物，除金属氧化物外，其他金属化合物的实例，包括金属氮化物、金属碳化物、金属硫化物、金属氟化物、金属碳酸盐、金属磷酸盐，等等。进而，除了金属化合物外，可使用的基质粒子的化合物，特别是类金属的或非金属的氧化物、碳化物、或氮化物，诸如，二氧化硅和玻璃珠。其他可使用的无机材料包括无机的中空粒子，诸如Shirasu球体(空心硅酸盐粒子)、空心碳微球体(Kreca球体)、熔融氧化铝泡、高度分散的硅胶、白碳、空心二氧化硅微球体、空心碳酸钙微球体、碳酸钙、珍珠岩、滑石、膨润土、云母，诸如，合成云母和白云母、高岭土，等等。优选的有机材料是树脂粒子。树脂粒子的实例包括纤维素粉末、醋酸纤维素粉末、聚酰胺、环氧树脂、聚酯、蜜胺树脂、聚氨脂类、醋酸乙烯树脂、硅树脂，和通过丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯、丙烯、及其衍生物的聚合或共聚而得到球体或粉碎粒子。特好的树脂粒子是通过丙烯酸或甲基丙烯酸酯聚合得到的球状丙烯酸树脂粒子。基质形状的实例包括球状体、近似球状体、各向同性体，例如，有规的多面体、矩形的平行六面体、球状体、和多面体，诸如，菱面体、扁平体、和针状体(筒状和棱柱状)。也可使用由完全无规形状的粒子所形成的粉末，诸如粉碎粒子。虽然这些基质，在粒径方面没有特殊限定，但它们的粒径优选为0.01μm到几个μm。在制造本专利技术的覆有二氧化钛粉末时，在悬浮基质粒子所使用的缓冲液，没有特殊限定，只要它是具有pH7.0-12.0的中性或弱碱性的就可以。其实例包括Tris体系、硼酸体系、硼酸盐体系、磷酸体系、磷酸盐体系、甘氨酸体系、碳酸盐体系，等等。在制造本专利技术的覆有二氧化钛粉末中，所使用的含过氧钛酸的过氧化氢-氨水混合液，没有特殊限制，然而，优选是这种溶液具有比要悬浮基质粒子的缓冲液要高的pH值。制备混合液的方法没有特殊限制，其实例包括如下方法。(1)一种方法是其中在仅与氨水混合时，产生氢氧化钛的原料(下文也称作钛源)，诸如钛醇盐、氯化钛溶液、或硫酸钛溶液，与氨水和过氧化氢水溶液混合，以直接制备混合溶液。上述方法中，所用钛源中的钛价，并不限定为4价，可以是3价的，例如可使用氯化钛(III)。(2)另一种方法是其中将已经含有过氧钛酸的黄色透明溶液的工业产品，如由Furwuchi Chemical Laboratories，Ltd制造的其商品名“New TASFine”，或根据日本专利No.29本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种覆有二氧化钛膜的粉末，它含有在其上至少具有一层二氧化钛膜的基质粒子，其中，通过将基质粒子悬浮在ｐＨ７．０～１２．０的缓冲液中，得到悬浮液，并向该悬浮液中添加含有过氧钛酸的过氧化氢－氨水混合液，由此通过在悬浮液中的过氧钛酸分解，而 调整诱发的二氧化钛沉积反应，而使基质粒子涂敷二氧化钛膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岸本章，新子贵史，中塚胜人，
申请(专利权)人：日铁矿业株式会社，中塚胜人，
类型：发明
国别省市：JP[日本]