專利名稱：電氣石粉體的表面TiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣石粉體的表面TiO2包覆改性增白方法。
電氣石是一種以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鋰環(huán)狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，化學(xué)式可簡寫作NaR3Al6Si6B3O27(OH)4，其中Na可局部被K和Ca代替，(OH)可被F代替，但沒有Al代替Si的現(xiàn)象。R位置同質(zhì)多相廣泛，主要有四個(gè)端員成份R＝Mg 鎂電氣石，NaMg3Al6[Si6O18][BO3]3(OH)4；R＝Fe 黑電氣石，NaFe3Al6[Si6O18][BO3]3(OH)4；R＝Li+Al 鋰電氣石，Na(Li，Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH，F(xiàn))4；R＝Mn 鈉錳電氣石，NaMn3Al6[Si6O18][BO3]3(OH)4；電氣石具有壓電性和熱電效應(yīng)，在溫度、壓力變化的情況下，能引起電氣石晶體的電勢差，使周圍的空氣發(fā)生電離，被擊中的電子附著于鄰近的水和氧分子并使它轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子，即負(fù)氧離子。發(fā)生的負(fù)氧離子在空氣中移動(dòng)，將負(fù)電荷輸送給細(xì)菌、灰塵、煙霧微粒以及水滴等，電荷與這些微粒相結(jié)合，從而達(dá)到凈化空氣的目的。因此，電氣石是一種很好的環(huán)境功能材料，用于室內(nèi)涂料和家俱、電器等的涂層材料可產(chǎn)生負(fù)氧離子，凈化室內(nèi)空氣，有助于人體健康。此外，因其熱電性和壓電性，使其極性離子在平衡位置振動(dòng)而引起偶極距變化產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外波段的電磁輻射，紅外輻射可使人體產(chǎn)生熱效應(yīng)和共振吸收效應(yīng)，對(duì)人體有保健作用。在化學(xué)纖維內(nèi)添加超細(xì)電氣石后可賦于纖維遠(yuǎn)紅外保暖、除臭、抗菌、發(fā)射負(fù)氧離子等功能。但電氣石的顏色一般較深。富含鐵的電氣石呈黑色；富含鋰、錳的電氣石呈玫瑰色，亦呈藍(lán)色；富含鎂的電氣石常呈褐色；富含鉻的電氣石呈深綠色；在色澤上不能滿足上述應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涂料和化學(xué)纖維應(yīng)用的要求。
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有電氣石粉體材料顏色較深，白度不高這一不足，提供一種表面TiO2包覆改性增白方法，可以滿足涂料、涂層材料、功能纖維等對(duì)超細(xì)電氣石功能粉體白度和高遮蓋力等的要求。
本發(fā)明的內(nèi)容為采用TiO2表面沉淀包覆反應(yīng)方法提高電氣石粉體的白度，同時(shí)提高其遮蓋力和抗菌性能。
其工藝步驟為(1)將電氣石粉體加水制漿，同時(shí)加酸調(diào)節(jié)溶液pH至1.5～3.5；(2)向電氣石漿料中加鈦鹽溶液和助劑，用堿溶液調(diào)節(jié)pH，使鈦鹽水解，產(chǎn)生TiO2·H2O，在帶攪拌器的反應(yīng)釜或反應(yīng)罐中對(duì)電氣石粉體進(jìn)行TiO2表面沉淀包覆反應(yīng)；(3)將包覆反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥和焙燒。
上述工藝步驟(1)中所述的制漿，其特征是，電氣石粉體的粒度為d97＝2～45μm；料漿質(zhì)量比為電氣石粉體∶水＝1∶6～15；用于調(diào)節(jié)漿液pH的酸為硫酸或其它無機(jī)酸。
上述工藝步驟(2)中所述的鈦鹽溶液和助劑，其特征是，所加的鈦鹽溶液為TiCl4或TiOSO4，用量(以TiO2計(jì))為電氣石粉體質(zhì)量的30％～150％；所加入的助劑是SnCl2或ZnO，用量為電氣石粉體質(zhì)量的0.1％～1.0％；上述工藝步驟(2)中所述的堿溶液，其特征是，NaOH等無機(jī)堿或水解能產(chǎn)生堿性的化合物，如碳酸銨，尿素等。
上述工藝步驟(2)中所述的TiO2表面沉淀包覆反應(yīng)，其特征是反應(yīng)溫度為55～95℃；反應(yīng)時(shí)間為2～6h；上述工藝步驟(3)中所述的洗滌和焙燒，其特征是洗滌終點(diǎn)的pH值為5～7；焙燒溫度為500～900℃，恒溫焙燒時(shí)間為0.5～2.0h；升溫速度為5～20℃/min。
附

圖1為本方法的工藝流程圖。
用本方法進(jìn)行包覆改性后的電氣石粉體，其白度可以提高到60度以上。同時(shí)，因表面包覆了納米TiO2層，其遮蓋力和抗菌性能均有顯著提高。
以下為本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1取電氣石粉(d97＝15μm)50克于1000ml三口瓶里，加水400ml，SnCl20.2克，攪拌加30％H2SO4調(diào)節(jié)PH值到2.5。加熱至65℃并滴加50％TiCl4溶液150克，用20％NaOH溶液隨時(shí)調(diào)節(jié)PH值為2.5，沉化0.5h，總反應(yīng)時(shí)間為2.5h，過濾洗滌至PH值為6.5。干燥，500℃焙燒1h，得到產(chǎn)品質(zhì)量為80.1克。白度為65.5。
實(shí)施例2取電氣石粉(d97＝10μm)50克于1000ml三口瓶里，加水400ml，SnCl20.2克，攪拌加30％H2SO4調(diào)節(jié)PH值到2.0。加熱至65℃并滴加50％TiCl4溶液150克，用20％NaOH溶液隨時(shí)調(diào)節(jié)PH值為2.0，調(diào)節(jié)PH值為3.0，沉化0.5h，總反應(yīng)時(shí)間為3h，過濾洗滌至PH值為6.5。干燥，500℃焙燒1h，得到產(chǎn)品質(zhì)量為79.7克。白度為63.0。
實(shí)施例3取電氣石粉(d97＝15μm)50克于1000ml三口瓶里，加水400ml，ZnO0.3克，攪拌加入TiOSO4(含TiO230％)溶液200ml。加熱至90℃并用40％尿素溶液滴加至PH值為3，反應(yīng)時(shí)間為3.0h，過濾洗滌至PH值為6.5。干燥，500℃焙燒1h，得到產(chǎn)品質(zhì)量為105.5克。白度為70。
實(shí)施例4取電氣石粉(d97＝15μm)1000克于15升反應(yīng)釜里，加水6.5升，SnCl25克，攪拌加30％H2SO4調(diào)節(jié)PH值到2.5。加熱至70℃并加入50％TiCl4溶液4000克，用20％NaOH溶液滴加保持PH值為2.5，反應(yīng)時(shí)間為2.6h，過濾洗滌至PH值為6.5。干燥，500℃焙燒1h，得到產(chǎn)品質(zhì)量為1820克。白度為69.0。
權(quán)利要求
1.一種電氣石粉體的表面TiO2包覆改性增白方法，其特征是，其工藝步驟為(1)將電氣石粉體加水制漿，同時(shí)加酸調(diào)節(jié)溶液pH至1.5～3.5；(2)向電氣石漿料中加鈦鹽溶液和助劑，用堿溶液調(diào)節(jié)pH，使鈦鹽水解，產(chǎn)生TiO2·H2O，在帶攪拌器的反應(yīng)釜或反應(yīng)罐中對(duì)電氣石粉體進(jìn)行表面TiO2沉淀包覆反應(yīng)；(3)將包覆反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥和焙燒。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的制漿，其特征是，電氣石粉體的粒度為d97＝2～45μm；料漿質(zhì)量比為電氣石粉體∶水＝1∶6～15；用于調(diào)節(jié)漿液pH的酸為硫酸或其它無機(jī)酸。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的堿溶液，其特征是，NaOH等無機(jī)堿或水解能產(chǎn)生堿性的化合物，如碳酸銨，尿素。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的鈦鹽溶液和助劑，其特征是，所加的鈦鹽溶液為TiCl4或TiOSO4，用量(以TiO2計(jì))為電氣石粉體質(zhì)量的30％～150％；所加入的助劑是SnCl2或ZnO，用量為電氣石粉體質(zhì)量的0.1％～1.0％；
5.根據(jù)權(quán)利1所述的表面TiO2沉淀包覆反應(yīng)，其特征是，反應(yīng)溫度55～95℃；反應(yīng)時(shí)間2～6h。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的洗滌和焙燒，其特征是洗滌終點(diǎn)的pH值為5～7；焙燒溫度為500～900℃，恒溫焙燒時(shí)間為0.5～2.0h；升溫速度為5～20℃/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電氣石粉體的表面TiO
文檔編號(hào)C09C1/28GK1508196SQ0215676
公開日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者鄭水林, 李楊 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))