专利名称：一种制备云母钛材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备云母钛材料的方法，特指以四氯化钛为原料、湿法绢云 母为基材、掺杂少量L^+时，、用化学沉积法制备云母钛珠光材料的方法。
背景技术：
云母钛纳米复合材料以其优异的化学稳定性、遮盖力强、折射率高、多彩及 无毒等特点，在涂料、油漆、油墨、化妆品、塑料、橡胶和印刷等工业中得到了 广泛的应用。但我国云母钛的生产能力不高。随着国内对高档涂料等热点消费的 增长，云母钛的需求量也将迅速增加。
合成云母钛纳米复合材料的方法有许多，例如加碱法，水热合成法，化学沉 积法(钛盐水解法)，缓冲法等。这些方法通常以白云母、金云母这类本身具有 珠光特性的材料作为基底，但这种原材料价格昂贵，成本高，且矿藏少。
任敏，殷恒波在中文核心期刊《中国有色金属学报》2007年17巻第6期945 一950发表论文一篇，主要是以金红石Ti02直接沉积在绢云母表面制得云母钛复 合材料，与本专利的制备方法有所不同。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备云母钛材料的方法，特指以四氯化钛为原料、 湿法绢云母为基材、掺杂少量L^+时，、用化学沉积法制备云母钛珠光材料的方法。
一种制备云母钛材料的方法，具体步骤为将绢云母粉均匀分散在蒸馏水中， 置于80—90'C水浴中，缓慢滴加TiCU溶液，调节体系的pH值始终维持在1.8 — 2.2，反应2—4h;而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s，干燥后于800 一100(TC，焙烧0.5-2h，即得到产品。
上述制备云母钛材料的方法，可以在加入TiCU溶液之前，滴加La(N03)3溶 液，滴加量为绢云母粉重量的1% 5%。
上述制备云母钛材料的方法，可将绢云母进行前处理，即将绢云母粉与混合 酸按l: IO的质量比混合，置于60—80'C水浴中浸泡3 — 8h，然后水洗至其滤液 电导率小于10ms/s，其中混合酸是由2 5wt^的磷酸和2 5wt^硫酸按照体积 比1: 1混合而成。
图1:GA-2云母SEM图
图2:Ti02/GA-2= 1%SEM图
图3:Ti02/GA-2= 5%SEM图
图4:Ti02/GA-2= 10%SEM图
图5:Ti02/GA-2= 20%SEM图
图6:Ti02/GA-2= 30%SEM图
图7:掺杂3wt%La3+， GA-2云母SEM8:掺杂3wt^La3+， Ti02/GA-2=1%SEM图
图9:掺杂3wtXLa3、 Ti02/GA-2=5%SEM图
图10:掺杂3wt%La3+， Ti02/GA-2= 10%SEM图 图ll:掺杂5wt^La3+， Ti02/GA-2= 20%SEM图 图12:掺杂lwt^La3+， Ti02/GA-2= 30%SEM图
具体实施例方式
下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。 实例1
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于70'C水浴中浸泡4h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wt^硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加16wt^TiCl4溶液8.4ml，使得反应生 成的Ti02:绢云母的质量比为l: 100,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持 在2.0，反应2h，而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在100。C下干燥 18h,放入马弗炉中缓慢升温至90(TC,焙烧lh，即得到产品，如图2，绢云母部分被 Ti02包覆,部分则没有。1102包覆不均匀。 实例2
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于7(TC水浴中浸泡4h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wt^硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加16wt^TiCl4溶液42ml，使得反应生成 的Ti02:绢云母的质量比为5: 100,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在 2.0，反应2h,而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在100'C下干燥18h， 放入马弗炉中缓慢升温至90(TC,焙烧lh,即得到产品，如图3，绢云母表面基本被 Ti02所包覆。 实例3
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于7(TC水浴中浸泡6h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wtX硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加16wt%TiCl4溶液84ml，使得反应 生成的TiCb:绢云母的质量比为l: 10,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值 维持在2.0，反应2h，而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在IO(TC 下干燥18h,放入马弗炉中缓慢升温至90(TC,焙烧lh，即得到产品，如图4，绢云 母表面均匀包覆了一层Ti02纳米颗粒。 实例4
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于7(TC水浴中浸泡5h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wt^硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加16wtXTiCU溶液168ml，使得反应生 成的TiCb:绢云母的质量比为2: 10,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在 2.0，反应4h，而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在10(TC下干燥18h， 放入马弗炉中缓慢升温至90(TC,焙烧lh,即得到产品，如图5，绢云母表面均匀包 覆了一层Ti02纳米颗粒。 实例5
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于7(TC水浴中浸泡4h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸
和2.5wtX硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加16wt^TiCl4溶液250ml，使得反应生 成的Ti02:绢云母的质量比为3: 10,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在 2.0，反应2h，而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在10(TC下干燥18h, 放入马弗炉中缓慢升温至90(TC,焙烧lh,即得到产品，如图6，绢云母表面被Ti02 所包覆，且Ti02颗粒部分团聚。 实例6
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于7(TC水浴中浸泡4h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wt^硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加入稀 盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加的La(N03)3溶液，其中La3、绢云母二3wt % ，搅拌0.5h。而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在10(TC下干燥18h, 放入马弗炉中缓慢升温至90(TC,焙烧lh,即得到产品，如图7，掺杂La"后，云母 表面没有含镧复合物生成。 实例7
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于70'C水浴中浸泡4h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wt^硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加的La(N03)3溶液，其中La3+:绢云 母二3wt^，搅拌0.5h。缓慢滴加16wt%TiCl4溶液8.4ml，使得反应生成的Ti02: 绢云母的质量比为1: 100,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在2.0， 反应2h，而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在IOO'C下干燥18h, 放入马弗炉中缓慢升温至900'C,焙烧lh,即得到产品，如图8，与实例1比较， 掺杂1^3+后，Ti02颗粒在绢云母表面分散均匀。 实例8
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于70'C水浴中浸泡4h，然
后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wtX硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85。C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加的La(N03)3溶液，其中La3+:绢云 母二3wtX，搅拌0.5h。缓慢滴加16wt%TiCl4溶液42ml，使得反应生成的Ti02: 绢云母的质量比为5: 100，同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在2.0， 反应2h，而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在IO(TC下干燥18h， 放入马弗炉中缓慢升温至90(TC，焙烧lh,即得到产品，如图9，与实例2比较， 掺杂La"后，Ti02颗粒在绢云母包覆更加均匀。 实例9
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于7(TC水浴中浸泡4h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wt^硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85。C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加的La(N03)3溶液，其中La3、绢云母 =3wt%，搅拌0.5h。缓慢滴加16wtXTiCU溶液84ml，使得反应生成的Ti02:绢 云母的质量比为l: 10,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在2.0，反应2h， 而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在10(TC下干燥18h,放入马弗炉中 缓慢升温至90(TC,焙烧lh,即得到产品，如图IO，绢云母表面均匀包覆了一层Ti02 纳米颗粒。 实例10
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于7(TC水浴中浸泡4h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wt。/。硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加的La(N03)3溶液，其中La3、绢云母 =5wt%，搅拌0.5h。缓慢滴加16wt^TiCl4溶液168ml，使得反应生成的Ti02: 绢云母的质量比为2: 10,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在2.0，反应 2h，而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在100'C下干燥18h,放入马弗
炉中缓慢升温至9ocrc,焙烧ih,即得到产品，如图ii，绢云母表面均匀包覆了一层
Ti02纳米颗粒。
实例11
将绢云母粉与混合酸按l: IO的质量比混合，置于7(TC水浴中浸泡4h，然 后水洗至其滤液电导率小于10ms/s，干燥待用，其中混合酸是由2.5wt^的磷酸 和2.5wtX硫酸按照体积比1: 1混合而成。
将前处理过的100g绢云母粉均匀分散在800g蒸馏水中，置于85'C水浴中，加 入稀盐酸使溶液pH值维持在2.0，缓慢滴加的La(N03)3溶液，其中La3、絹云母 =lwt%，搅拌0.5h。缓慢滴加16wt^TiCl4溶液250ml，使得反应生成的丁102: 绢云母的质量比为3: 10,同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在2.0，反应 2h，而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s。在100'C下干燥18h，放入马弗 炉中缓慢升温至卯(TC,焙烧lh,即得到产品，如图12，绢云母表面包覆了一层Ti02 纳米颗粒，且Ti02颗粒部分团聚。
表l:云母钛纳米复合材料的相对散射力
编号k/s相对散射力(%)
GA —2云母(标样)95.302643100
实施例210.615692898
实施例33.2003882978
实施例41.4287636670
实施例51.3326137152
实施例89.989471954
实施例92.8568583336
实施例101.3890616861
实施例111.2626427548
该表采用的标准为GB/T13451.2-92。其中，100Roo-在最大吸收波长为550nm 时材料在介质中反射因素;k-吸收系数,s-散射系数;相对散射力二k/s(标样)/ k/s(试样)。
权利要求
1、一种制备云母钛材料的方法，具体步骤为将绢云母粉均匀分散在蒸馏水中，置于80-90℃水浴中，缓慢滴加TiCl4溶液，调节体系的pH值始终维持在1.8-2.2，反应2-4h；而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s，干燥后于800-1000℃，焙烧0.5-2h，即得到产品。
2、 根据权利要求1所述的一种制备云母钛材料的方法，具体歩骤为在加 入TiCl4溶液之前，滴加La(N03)3溶液，滴加量为绢云母粉重量的1% 5%。
3、 根据权利要求1所述的一种制备云母钛材料的方法，具体歩骤为在制备云母钛材料之前，对绢云母粉进行前处理，即将绢云母粉与混合酸按1: 10的质量比混合，置于60 — 8(TC水浴中浸泡3 —8h，然后水洗至其滤液电导率小于 10ms/s,其中混合酸是由2 5wt^的磷酸和2 5wtX硫酸按照体积比1: 1混合 而成。
全文摘要
一种制备云母钛材料的方法，具体步骤为将绢云母粉均匀分散在蒸馏水中，置于80-90℃水浴中，缓慢滴加TiCl<sub>4</sub>溶液，调节体系的pH值始终维持在1.8-2.2，反应2-4h；而后用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于10ms/s，干燥后于800-1000℃，焙烧0.5-2h，即得到产品。上述制备云母钛材料的方法，可以在加入TiCl<sub>4</sub>溶液之前，滴加La(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>溶液，滴加量为绢云母粉重量的1％～5％。用此方法制备的云母钛纳米复合材料，包覆均匀，相对散射力高，珠光效果明显；同时本方法具有反应条件温和、反应易于控制、成本低、工艺和流程简便的优点。
文档编号C23C18/16GK101168838SQ20071019091
公开日2008年4月30日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年12月3日
发明者于龙宝, 敏 任, 利于民, 燕 卢, 姜廷顺, 张东芝, 张瑞超, 李海霞, 柳春燕, 殷恒波, 琳 漆, 王爱丽, 晨 葛, 陆惠红 申请人:江苏大学