一种无机复合包膜钛白粉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无机复合包膜钛白粉及其制备方法，属于化工领域。该无机复合包膜钛白粉由表面包覆有氧化铝内层和稀土氧化物外层的金红石型钛白粉组成，稀土氧化物为氧化镧或氧化钇中的一种。该无机复合包膜钛白粉的制备方法是将金红石型钛白粉初品依次进行打浆分散、氧化铝包膜、稀土氧化物包膜、陈化、洗涤、过滤、干燥、粉碎处理，从而得到产品。本发明专利技术所得产品性能优良，光泽度和耐候性等主要性能指标达到了国际先进水平，特别适合作为高档轿车漆用颜料。本发明专利技术提供的制备方法具有工艺简单、无需复杂设备、操作方便、生产成本低、易于工业化生产等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，具体涉及一种无机复合包膜钛白粉以及该复合包膜钛白粉的制备方法。
技术介绍
二氧化钛俗称钛白粉，被誉为白色颜料之王，广泛应用于涂料、塑料、造纸、化妆品等领域。但是未经表面包膜的钛白粉初品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会降解其基料的成膜剂，造成漆膜黄变、粉化等现象，严重影响钛白粉颜料的性能。因此，作为颜料的钛白粉通常都需进行包膜处理，其中以无机包膜应用最多。目前，常用的钛白粉无机包膜处理主要为在钛白粉初品颗粒表面包覆一层或多层氧化硅、氧化铝、氧化锆等金属氧化物，如中国专利CN 1067967 C为氧化硅和氧化铝包膜、CN 101723446A为氧化锆包膜、CN 101235223B为氧化硅和氧化铝包膜，美国专利 US4447270则为氧化锆、氧化硅和氧化铝三层包膜，等等；另外，中国专利CN 100547037 C 采用无机和有机复合包膜、对于无机包膜又采用氧化铈和氧化硅或氧化铝或氧化锆复合包膜的方法；这些专利提供的包膜处理可以使钛白粉颗粒表面和周围介质之间产生屏障， 从而降低钛白粉的光化学活性，提高钛白粉的分散性、光泽度、耐候性和抗粉化性，但却不能满足一些高档涂料和油漆对钛白粉颜料的性能要求，如在所有涂料和油漆中品质要求最高、性能最好的是轿车漆，而轿车漆对所用钛白粉颜料的光泽度、耐候性要求却很高，而目前多数的钛白粉产品光泽度都在95以下，如专利CN 100547037 C的产品因为包覆了氧化铈而氧化铈(CeO2)本身为黄色、故产品光泽度(即亮度)很低(多数实施例亮度值在91-94之间)，根本无法满足要求。因此，开发新的钛白粉包膜方法，制备具有优良综合颜料性能特别是高光泽度、高耐候性的钛白粉意义重大。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，针对现有钛白粉产品光泽度低、耐候性差、不能满足高档轿车漆用钛白粉颜料的要求之不足，提供一种具有高光泽度、高耐候性，特别适合作为高档轿车漆用颜料的无机复合包膜钛白粉。本专利技术的另一目的是提供一种制备上述无机复合包膜钛白粉的方法。本专利技术的目的是这样实现的一种无机复合包膜钛白粉，其特征在于所述钛白粉为表面包覆有氧化铝内层和稀土氧化物外层的金红石型钛白粉；所述稀土氧化物为氧化镧或氧化钇中的一种。一种制备所述无机复合包膜钛白粉的方法，其特征在于，包括如下步骤①打浆分散将金红石型钛白粉初品加水调成钛白粉质量百分含量为15 25%的浆液， 用碱液调浆液PH值为9. 5^10. 5 ；再加入分散剂六偏磷酸钠，六偏磷酸钠的加入量为所述浆液重量的0. 15 0. 25%，然后置于6(T70°C水浴中超声分散45 80分钟； 所述碱液为0. 5^2. 0摩尔/升的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；②氧化铝包膜将步骤①得到的浆液在55飞5°C下搅拌4飞分钟，然后加入0.45、. 60 摩尔/升的偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠的加入量为所述浆液重量的0. 8^1. 0%，加完后继续搅拌5 10分钟，然后用质量百分含量为8 10%的硫酸溶液调浆液pH值为8. (Γ9. 0，搅拌10分钟后进一步调浆液PH值为6. 5^7. 5，继续搅拌10分钟，然后在75、5°C下陈化5(Γ80分钟； ③稀土氧化物包膜在步骤②得到的浆液中于5(T70°C下边搅拌边加入稀土溶胶，然后继续搅拌1(Γ15分钟；所述稀土溶胶为氢氧化镧溶胶或氢氧化钇溶胶，稀土溶胶的加入量以稀土氢氧化物计，为钛白粉初品质量的；所述氢氧化镧溶胶的制备方法为将浓度为0. Γ0. 5摩尔/升的硝酸镧溶液在冰水浴中边搅拌边加入浓度为0. 5^2. O摩尔/升的氨水调pH值至8. 5^9. 5，搅拌1(Γ20分钟后抽滤，将抽滤所得沉淀重新分散于水中，再超声分散8(Γ100分钟，得到氢氧化镧溶胶。所述氢氧化钇溶胶的制备方法为将浓度为0. Γ0. 5摩尔/升的硝酸钇溶液在室温下边搅拌边加入浓度为0. 5^2. O摩尔/升的氨水调PH值至8. 5^9. 5，搅拌1(Γ20分钟后抽滤，将抽滤所得沉淀重新分散于水中，再超声分散8(Γ100分钟，得到氢氧化钇溶胶。④陈化、洗涤、过滤、干燥、粉碎将步骤③得到的浆液陈化广2小时后水洗、过滤， 将过滤后的浆液置于105°C的烘箱中干燥M小时后粉碎，即得所述无机复合包膜钛白粉。相对于现有技术，本专利技术具有下述优点1、本专利技术产品为表面包覆有氧化铝内层和氧化镧或氧化钇外层的金红石型钛白粉。致密的氧化铝内层有利于显著提高钛白粉的耐候性，氧化镧或氧化钇经常作为发光材料且均显稳定的白色，以它们作为外层保证了产品高的光泽度，避免了如专利CN100547037C采用黄色的氧化铈(CeO2)作为包覆层而致使产品光泽度低的问题；另外本专利技术采用溶胶-凝胶方法而非专利CN100547037C采用的化学沉淀法进行稀土氧化物包膜，有利于有效控制包膜速度，从而保证了包覆的均勻性、重现性。可以看出，采用本专利技术方法制备产品，氧化铝内层和氧化镧或氧化钇外层的复合有效地保证了产品具有优良的综合颜料性能特别是优异的光泽度和耐候性，在多个领域具有广阔的应用前景，特别适合作为高档轿车漆用颜料。2、本专利技术提供的包膜方法工艺简单、无需复杂设备、操作方便、生产成本低、易于工业化生产。3、本专利技术提供的包膜方法应用范围广，不仅可用于对金红石型钛白粉的包膜处理、还可应用于锐钛矿型钛白粉以及二氧化钛纳米粒子等多种粉体材料的包覆，从而有效解决粉体材料的团聚问题，提高其分散性和稳定性。附图说明图1是本专利技术产品1#样品的透射电子显微镜照片。图2是本专利技术产品2#样品的透射电子显微镜照片。具体实施例方式4下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。实施例1 (1)本专利技术产品1#样品表面包覆有氧化铝内层和氧化镧外层的金红石型钛白粉。其制备方法依次包括如下步骤①打浆分散将未进行任何包膜处理的金红石型钛白粉初品(攀钢集团重庆钛业有限公司提供)加水调成钛白粉质量百分含量为20%的浆液，用1. 0摩尔/升的氢氧化钠溶液调整所述浆液的PH值为10. 0 ；再加入分散剂六偏磷酸钠，六偏磷酸钠的加入量为所述浆液的 0. 2% (质量百分比)，然后置于65°C水浴中超声分散60分钟；②氧化铝包膜将步骤①得到的浆液在60°C下搅拌5分钟，然后加入0.5摩尔/升的偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠的加入量为所述浆液的1. 0% (质量百分比)，加完后继续搅拌5分钟，然后用质量百分含量为10%的硫酸溶液调浆液pH值为8. 5，搅拌10分钟后进一步调浆液PH值为7. 0，继续搅拌10分钟，然后在80°C下陈化60分钟；③稀土氧化物包膜在步骤②得到的浆液中于60°C下边搅拌边加入制好的氢氧化镧溶胶，加入量以氢氧化镧计为钛白粉初品质量的1. 0%，然后继续搅拌10分钟；所述氢氧化镧溶胶的制备方法将浓度为0. 1摩尔/升的硝酸镧溶液在冰水浴中边搅拌边加入浓度为1. 0摩尔/升的氨水调pH值至9. 0，搅拌15分钟后抽滤，将抽滤所得沉淀重新分散于水中，再超声分散90分钟，得到氢氧化镧溶胶。④陈化、洗涤、过滤、干燥、粉碎将步骤③得到的浆液陈化1小时后水洗、过滤，将过滤后的浆液置于105°C的烘箱中干燥M小时后粉碎，即得本专利技术产品1#样品。(2)样品表征a.形貌表征方法将本专利技术产品1#样品加水本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无机复合包膜钛白粉，其特征在于：所述钛白粉为表面包覆有氧化铝内层和稀土氧化物外层的金红石型钛白粉；所述稀土氧化物为氧化镧或氧化钇中的一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌杰，淦文军，王莎，雷惊雷，张胜涛，翁昌华，柯良辉，
申请(专利权)人：重庆大学，攀钢集团重庆钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：85