[发明专利]一种包膜锐钛型钛白粉及其制备方法

说明书

本发明提出了一种包膜锐钛型钛白粉及其制备方法，将钛酸四丁酯溶胶凝胶反应，煅烧得到锐钛型钛白纳米粉后，表面包覆一层聚多巴胺层改性后，与助剂球磨反应，制得包膜锐钛型钛白粉。本发明制得的包膜锐钛型钛白粉白度更高，吸油量小，遮盖力更好，分散性更好，细度较细，因此，具有很好的应用前景，加入水中能很好的分散均匀，不会发生团聚，从而加入水基砂浆后，不会影响砂浆的性能，能很好的分散均匀，同时，包膜锐钛型钛白粉还能改善砂浆、材料等的耐候性、稳定性等。

技术领域

本发明涉及钛白粉技术领域，具体涉及一种包膜锐钛型钛白粉及其制备方法。

背景技术

锐钛型钛白粉，化学名称二氧化钛，分子式TiO₂，分子量79.88。白色粉末，相对密度3.84。熔点1560℃。吸水性O.02％。高温(700℃)加热转化为金红石型晶体。熔点约1800℃。折射率2.55。平均粒径0.15-0.23um。莫氏硬度5-6。化学性质稳定，耐光、耐热、耐稀酸、耐稀碱。具有很强的着色力(遮盖力)和分散力。耐久性不如金红石型钛白粉，耐光性较差，与树脂配合后胶层易粉化。温度高于400℃明显呈黄色。不溶于水、有机酸和亘昏无机酸，溶于浓硫酸、碱和氢氟酸。无毒，空气中最高容许浓度10mg/m³。锐钛型(A型)钛白粉密度3.84g/cm³，折射率2.55。A型钛白粉耐光性差，不耐风化，但白度较好。近年来发现纳米级超微细二氧化钛(通常为10-50nm)具有半导体性质，并且具有高稳定性、高透明性、高活性和高分散性，无毒性和颜色效应。

但是锐钛型钛白粉由于表面没有亲水基团，因此，该钛白粉很难溶于水，从而不很很好的在水基砂浆中进行分散均匀，一定程度上会影响水基砂浆及材料的性能。因此，需要开发一种亲水性包膜锐钛型钛白粉以满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种包膜锐钛型钛白粉及其制备方法，制得的包膜锐钛型钛白粉白度更高，吸油量小，遮盖力更好，分散性更好，细度较细，因此，具有很好的应用前景。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种包膜锐钛型钛白粉的制备方法，将钛酸四丁酯溶胶凝胶反应，煅烧得到锐钛型钛白纳米粉后，表面包覆一层聚多巴胺层改性后，与助剂球磨反应，制得包膜锐钛型钛白粉。

作为本发明的进一步改进，包括以下步骤：

S1.将钛酸四丁酯溶于乙醇水溶液中，加热蒸发溶剂，得到溶胶；然后提高温度，降低真空度，形成干凝胶，取出，点燃干凝胶，研细，煅烧，得到锐钛型钛白纳米粉；

S2.将步骤S1制得的锐钛型钛白纳米粉分散在水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂，加热反应，离心，得到聚多巴胺包覆的锐钛型钛白纳米粉；

S3.将步骤S2制得的聚多巴胺包覆的锐钛型钛白纳米粉和助剂混合均匀，球磨反应，得到包膜锐钛型钛白粉。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述乙醇水溶液中乙醇含量为50-70wt％；所述加热蒸发溶剂的温度为65-75℃，所述提高温度至120-150℃，降低真空度至0.01-0.1MPa，所述煅烧温度为650-900℃，时间为2-4h。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述锐钛型钛白纳米粉、多巴胺盐酸盐和催化剂的质量比为100：25-35:2-5。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述加热反应温度为35-45℃，时间为3-5h；所述催化剂为pH＝5.5-6.5的Tric-HCl溶液。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述助剂为多元醇，选自乙二醇、丙三醇、山梨醇、异丙醇、季戊四醇、丙二醇中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述聚多巴胺包覆的锐钛型钛白纳米粉和助剂的质量比为10:2-5。