[發明專利]一種擔載有二氧化鈦層的無機非金屬礦物復合材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201110255735.5
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102962045A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 范莉;許曉峻
• 申請（專利權）人: 上海世展化工科技有限公司;上海世景國際貿易有限公司;范莉
• 主分類號: B01J23/06
• 分類號: B01J23/06;B01J23/66;A01N59/16;A01P1/00;C09D7/12;C08K9/12;D01F1/10;C09J11/04;A61K8/92;A61K8/29;A61Q19/00;A61Q17/04;C04B14/02;C
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 余嵐

技術領域

本發明涉及一種擔載有二氧化鈦層的無機非金屬礦物復合材料，該復合材料的制備方法以及應用。本發明還涉及擔載有二氧化鈦層與一層或多層功能層的無機非金屬礦物復合材料，該復合材料的制備方法以及應用。

背景技術

二氧化鈦是與我們生活密切相關的一種重要化工原料，當其粒徑下降到納米級時，由于其特殊的結構層次，使其具備較好的吸收紫外線的光學性能和光催化性能，因此成為近20年的研究熱點。但由于納米二氧化鈦較大的比表面能，使納米二氧化鈦在涂料、塑料、紙張、橡膠、環境處理等領域中應用，不能實現真正的納米分散，只能以微米級團聚體的形式存在于應用體系中，不能充分展現納米性能。

如何解決納米顆粒的團聚，有效地利用納米材料的優異性能成為目前納米材料制備技術的核心問題。人們提出了選擇合適的微米級載體擔載納米材料來制備微納米復合功能材料的思路，如專利CN1563183A，王相田等發明了以鈦酸正酯為鈦源，在乙醇和乙酸的混合體系中反應制備納米納二氧化鈦包覆二氧化硅的無機抗菌復合微粉，并將該粉加入到ABS樹脂中制成抗菌高分子制品；又如專利CN101077792A，只金芳發明的一種通過溶膠凝膠法、以正鈦酸為鈦源，以過氧化氫溶解正鈦酸得到溶膠凝膠，在聚苯乙烯表面包覆納米二氧化鈦制備一種核殼結構的微納米復合材料；再如專利101475215A，華東等人發明的在硫酸鋇或硫酸鍶的混懸液中直接滴加四氯化鈦或硫酸鈦，在硫酸鋇和硫酸鍶表面直接水解包覆二氧化鈦水合物，再高溫煅燒脫水得到復合二氧化鈦。在專利CN1724145A中，汪靖等人發明了一種以沸石為載體、以可溶性鈦鹽為鈦源、以浸漬焙燒的方法在沸石表面擔載納米二氧化鈦制得光催化功能粉體的方法。在專利CN101108335中，郭莉等人發明了先以鈦酸丁酯為鈦源，制備納米二氧化鈦透明凝膠，再將白土與透明凝膠混合、水洗、干燥、煅燒，得到白土擔載納米二氧化鈦的光催化材料。在專利CN101757937中，陳若愚等人發明了納米二氧化鈦插入磷酸鋯層間制備插層光催化復合材料；在專利CN101293754A中，劉曉華發明了在硅微粉表面擔載納米二氧化鈦制備鈦白復合材料。在專利US20100298484中，ALLEN等人發明了一種在耐酸性高分子聚合物表面擔載二氧化鈦制備不透明顏料。在專利US20100247915中，FURUKAWAD等人發明了在高溫氧氣氛環境下，在TiN表面擔載納米二氧化鈦來制備功能復合體。

上述專利和文獻報道均在微米級載體上擔載納米二氧化鈦以制備功能復合粉體技術上作出了一些有益的探索。但這些技術總體來說，仍存在以下問題：

1.制備成本相對較高，工藝復雜。例如，以鈦酸酯或正鈦酸等為鈦源的凝膠溶膠法，以可溶性鈦鹽為鈦源直接擔載于微米載體上的浸漬焙燒法，以及在高溫氧氣氛環境下制備擔載有納米二氧化鈦的微納米復合材料等方法，這些方法都需要高溫煅燒轉晶或者在高溫氧氣氛環境下反應，都存在制備成本較高、工藝復雜、設備要求高的問題。

2.目前這些方法中，納米二氧化鈦的擔載率(或包覆率)的影響因素較多，擔載率偏低或擔載牢固度不夠。微米級載體擔載納米二氧化鈦，能否形成一種牢固的結合體受到很多反應條件的限制。例如，以水溶性鈦鹽為鈦源通過無機沉淀反應-熱處理晶化工藝來制備復合材料的方法，其工藝受到PH值、雜質離子、溫度、載體等眾多因素的影響，往往制得的是游離的納米二氧化鈦、載體、擔載有納米二氧化鈦的載體的混合物；在一定的條件下，也可以制得納米二氧化鈦與載體的復合體，如珠光云母，但二氧化鈦層和載體層之間無法形成牢固的擔載，該復合材料經高速分散后納米二氧化鈦容易從載體上脫落。

本申請的發明人在CN101676030A和CN101676031A中揭示了在鹽酸和高分子化合物的協同作用下對四氯化鈦進行二次水解，在耐酸性非金屬礦石表面上包覆納米二氧化鈦層，該方法無需高溫煅燒。在該方法中，由于四氯化鈦水解過程中鹽酸抑制了納米顆粒的生長，使得所形成的二氧化鈦納米顆粒的尺寸集中在10納米的范圍內，因而納米二氧化鈦呈高度透明狀態，從而限制了二氧化鈦高折射率、高遮蓋力性能的發揮。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種納米二氧化鈦層擔載在無機非金屬礦物載體上的復合材料。

本發明的另一個目的是提供一種在無機非金屬礦物載體上擔載納米二氧化鈦層的復合材料的制備方法，該方法工藝簡單、制備成本低。

本發明的再一個目的是提供一種組合物，該組合物包含二氧化鈦層擔載在無機非金屬礦物載體上的復合材料。

本發明還有一個目的是提供二氧化鈦層擔載在無機非金屬礦物載體上的復合材料的應用。