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
【技術領域】
[0001] 本發明涉及包膜鈦白粉生產技術領域，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】
[0002] 金紅石型鈦白粉是世界上性能最好的一種附著力極強、異常抗老化能力的白色無 機顏料，廣泛應用于塑料、印刷油墨、造紙、汽車油漆、戶外涂料等行業。但是，未經表面處理 的金紅石型鈦白粉一方面分散性差，容易出現團聚現象，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，出現粉化現象。
[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 幾年研究發現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。其包膜過程的化學反應式為式（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技術方案。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的一個技術問題是針對現有金紅石型鈦白粉表面無機包膜的技術 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] 本發明要解決的另一技術問題是提供采用所述工藝方法制備得到的包膜鈦白粉。
[0007] 本發明的發明目的通過以下技術方案予以實現： 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，調節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量比例為0.2~ 0. 4% ； S2步驟所述所述超聲分散的轉速為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量比例為2~4% ; 優選地，S1步驟所述漿液的濃度為500g?I/1。
[0008] 優選地，S2步驟所述六偏磷酸鈉的加入量為0. 3%。
[0009] 優選地，S2步驟所述超聲分散的轉速為500r/min。 優選地，S2步驟所述水浴溫度為75°C。
[0010] 優選地，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量比例 為2%。
[0012] 優選地，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值不做嚴格限定，優選調節為8.5。
[0014] 優選地，S5步驟所述檢測電導率使電導率為0. 2ms/s。
[0015] 本發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。粒度不做嚴格限定，均勻磨細即得。通常地，本發明將其 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天不發生分層現象，在羅丹明b的紫外降解實驗中降解度不超過0. 2%。
[0016] 本發明的有益效果： 本發明針對現有金紅石型鈦白粉表面無機包膜的技術不足，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方案缺乏的現狀，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、轉速等關鍵因素做了科學細致的研究和確定，結合正交實驗進行驗證，優化了 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天不發生分層現象，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采用本發明方法包覆前后樣品的掃描電鏡圖。
[0018] 圖2采用本發明方法包覆前后樣品的透射電鏡的圖譜。
[0019] 圖3羅丹明b的降解試驗結果。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖和具體實施例進一步詳細說明本發明。為方便說明，本發明下述實 施例采用的試劑、儀器和設備等例舉如下，但并不因此限定本發明。
[0021] 實驗試劑：金紅石型Ti02 (國產硫酸法，衡陽天友);其他相關試劑：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] 實驗儀器及設備 YS-08小型高速粉碎機DDS-320精密電導率儀；TDH-2006型低溫恒溫槽；delta320pH計JBV-3型變頻調速攪拌器；ZJ-2B磁天平測量裝置；DZF-6050MBE型電熱真空干燥箱； SHZ-D(III)循環水式真空栗。
[0023] 日本電子公司生產的JSM-5900型掃描電子顯微鏡；日本電子公司生產的 JEM-2011型場發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SBDY-1型數顯白度儀；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，調節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，檢測電導率； 56. 將S5步驟所得濾餅烘干。
[0025] 具體地，結合實驗儀器和設備的使用，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量比例的質量計，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