二氧化鈰包覆金紅石型鈦白粉的工藝方法及包膜鈦白粉的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包膜鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種二氧化鈰包覆金紅石 型鈦白粉的工藝方法及包膜鈦白粉。
【背景技術(shù)】
[0002] 金紅石型鈦白粉是世界上性能最好的一種附著力極強、異?？估匣芰Φ陌咨珶o 機顏料，廣泛應(yīng)用于塑料、印刷油墨、造紙、汽車油漆、戶外涂料等行業(yè)。但是，未經(jīng)表面處理 的金紅石型鈦白粉一方面分散性差，容易出現(xiàn)團聚現(xiàn)象，另一方面金紅石型鈦白粉顆粒具 有光催化活性，在紫外線照射下容易使得材料的耐候性變差，出現(xiàn)粉化現(xiàn)象。
[0003] 無機表面處理是通過沉淀和吸附，在鈦白粉粒子表面包覆一層無機水合氧化物， 通常稱為"包膜"。通過包膜可以堵塞晶格缺陷，遮蔽其表面的光活性點，使它不能和有機介 質(zhì)直接接觸，從而改善鈦白粉微粒的耐候性和耐粉化性。
[0004] 傳統(tǒng)金紅石型鈦白粉包覆使用硅、鋁、鋯等水合氧化物，采用溶膠-凝膠法在金紅 石型鈦白粉表面包覆一層金屬氧化膜，從而改善金紅石型鈦白粉的分散性和耐老化性。近 幾年研究發(fā)現(xiàn)稀有金屬鈰具有較好的紫外線屏蔽能力。理論上，鈰的氧化物應(yīng)該能在金紅 石型鈦白粉表面形成氧化物膜。其包膜過程的化學(xué)反應(yīng)式為式（I)所示：
但是，基于利用鈰的氧化物在金紅石型鈦白粉表面形成氧化物膜的設(shè)想，目前缺乏簡 單易行、具有實際操作性和能保證理想的包膜效果的相關(guān)技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是針對現(xiàn)有金紅石型鈦白粉表面無機包膜的技術(shù) 不足，尤其是針對利用鈰的氧化物在金紅石型鈦白粉表面形成氧化物膜的技術(shù)方案缺乏， 提供一種二氧化鈰包覆金紅石型鈦白粉的工藝方法。
[0006] 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供采用所述工藝方法制備得到的包膜鈦白粉。
[0007] 本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)： 提供一種二氧化鈰包覆金紅石型鈦白粉的工藝方法，包括以下步驟： 51. 取金紅石型鈦白粉，加入去離子水，定容，形成漿液； 52. 稱取六偏磷酸鈉加入漿液中，水浴溫度下進行超聲分散，得分散液； 53. 向S2步驟所得分散液中加入硝酸鈰溶液，攪拌均勻，得混合物； 54. 向S3步驟所得混合物中逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值，陳化，得包膜后的漿 液； 55. 將S4步驟所得包膜后的漿液進行抽濾，洗滌濾餅，檢測電導(dǎo)率； 56. 將S5步驟所得濾餅烘干； 其中，S1步驟所述漿液的濃度為400~600g?I/1; S2步驟所述六偏磷酸鈉的加入量為相對于金紅石型鈦白粉的質(zhì)量比例為0.2~ 0. 4% ； S2步驟所述所述超聲分散的轉(zhuǎn)速為400~600r/min，所述超聲分散的時間為30min;S3步驟所述硝酸鈰溶液中硝酸鈰含量相對于金紅石型鈦白粉的質(zhì)量比例為2~4% ; 優(yōu)選地，S1步驟所述漿液的濃度為500g?I/1。
[0008] 優(yōu)選地，S2步驟所述六偏磷酸鈉的加入量為0. 3%。
[0009] 優(yōu)選地，S2步驟所述超聲分散的轉(zhuǎn)速為500r/min。 優(yōu)選地，S2步驟所述水浴溫度為75°C。
[0010] 優(yōu)選地，S3步驟所述向S2步驟所得分散液中加入硝酸鈰溶液是在65°C的溫度下 進行。
[0011] 優(yōu)選地，S3步驟所述硝酸鈰溶液中Ce02的含量相對于金紅石型鈦白粉的質(zhì)量比例 為2%。
[0012] 優(yōu)選地，S4步驟所述逐滴加入氫氧化鈉溶液的滴加速度為5滴/min。
[0013] S4步驟所述pH值不做嚴(yán)格限定，優(yōu)選調(diào)節(jié)為8.5。
[0014] 優(yōu)選地，S5步驟所述檢測電導(dǎo)率使電導(dǎo)率為0. 2ms/s。
[0015] 本發(fā)明同時提供基于所述工藝方法制備得到的表面包覆較好的金紅石型鈦白粉。 將S6步驟烘干的濾餅研細即得。粒度不做嚴(yán)格限定，均勻磨細即得。通常地，本發(fā)明將其 研細至粒度為300nm;其懸浮液上層清液的顏色強度為白色透明；沉降性能為在去離子水 中分散超過25天不發(fā)生分層現(xiàn)象，在羅丹明b的紫外降解實驗中降解度不超過0. 2%。
[0016] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明針對現(xiàn)有金紅石型鈦白粉表面無機包膜的技術(shù)不足，尤其是針對利用鈰的氧化 物在金紅石型鈦白粉表面形成氧化物膜的技術(shù)方案缺乏的現(xiàn)狀，提供一種新的二氧化鈰包 覆金紅石型鈦白粉的工藝方法，創(chuàng)造性地以六偏磷酸鈉為分散劑，并對滴加速率、分散劑用 量、包膜量、轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵因素做了科學(xué)細致的研究和確定，結(jié)合正交實驗進行驗證，優(yōu)化了 實驗步驟和操作工藝，獲得了表面包覆較好的金紅石型鈦白粉，經(jīng)長期大量實驗證明，所得 鈰氧化物包覆對金紅石型鈦白粉的性能優(yōu)越，其懸浮液上層清液的顏色強度為白色透明； 沉降性能為在去離子水中分散超過25天不發(fā)生分層現(xiàn)象，在羅丹明b的紫外降解實驗中降 解度不超過〇. 2%。
【附圖說明】
[0017] 圖1采用本發(fā)明方法包覆前后樣品的掃描電鏡圖。
[0018] 圖2采用本發(fā)明方法包覆前后樣品的透射電鏡的圖譜。
[0019] 圖3羅丹明b的降解試驗結(jié)果。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步詳細說明本發(fā)明。為方便說明，本發(fā)明下述實 施例采用的試劑、儀器和設(shè)備等例舉如下，但并不因此限定本發(fā)明。
[0021] 實驗試劑：金紅石型Ti02 (國產(chǎn)硫酸法，衡陽天友);其他相關(guān)試劑：六水硝酸鈰、羅 丹明b、六偏磷酸鈉、NaOH和H2S04 (分析純級別）；實驗中所用到的水均為去離子水。
[0022] 實驗儀器及設(shè)備 YS-08小型高速粉碎機DDS-320精密電導(dǎo)率儀；TDH-2006型低溫恒溫槽；delta320pH計JBV-3型變頻調(diào)速攪拌器；ZJ-2B磁天平測量裝置；DZF-6050MBE型電熱真空干燥箱； SHZ-D(III)循環(huán)水式真空栗。
[0023] 日本電子公司生產(chǎn)的JSM-5900型掃描電子顯微鏡；日本電子公司生產(chǎn)的 JEM-2011型場發(fā)射高分辨透射電子顯微鏡；美國Q-PanelLabProducts的紫外老化儀；日 本美能達CM-2500D分光測色計；美國Brookhaven公司的Nano-ZS型粒度儀；上海悅豐儀器 儀表有限公司生產(chǎn)SBDY-1型數(shù)顯白度儀；QX2000型EDS光電子能譜儀。
[0024] 實施例1 提供一種二氧化鈰包覆金紅石型鈦白粉的工藝方法，包括以下步驟： 51. 取金紅石型鈦白粉，加入去離子水，定容，形成漿液； 52. 稱取六偏磷酸鈉加入漿液中，水浴溫度下進行超聲分散，得分散液； 53. 向S2步驟所得分散液中加入硝酸鈰溶液，攪拌均勻，得混合物； 54. 向S3步驟所得混合物中逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值，陳華，得包膜后的漿 液； 55. 將S4步驟所得包膜后的漿液進行抽濾，洗滌濾餅，檢測電導(dǎo)率； 56. 將S5步驟所得濾餅烘干。
[0025] 具體地，結(jié)合實驗儀器和設(shè)備的使用，操作過程如下：稱取金紅石型鈦白粉加入容 量瓶（250mL)中，加入去離子水定容，漿液的濃度為500g?I/1;將容量瓶中的漿液倒入四 口燒瓶；按照金紅石型鈦白粉的質(zhì)量比例的質(zhì)量計，稱取〇. 3%的六偏磷酸鈉加入漿液中， 將pH計插入四口燒瓶。開啟攪拌器在75°C的水浴溫度下超聲分散30min。65°C溫度條件下 向金紅石型鈦白粉漿液中一次性加入硝酸鈰溶液，硝酸鈰溶液中Ce02的含量相對于金紅石 型鈦白粉的質(zhì)量比例為2% ;攪拌均勻后，按照5滴/min的速度逐滴加入氫氧化鈉溶液至pH 值為8. 5,陳華2h后，完成包鈰過程將包膜后的漿液倒入布氏漏斗中抽濾，并用去離子水洗 滌濾餅多次，直到電導(dǎo)