纳米tiolt2gt滑石复合粉体的制备及其紫外屏蔽性能研究

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1、中文摘要纳米Ti02作为无机紫外屏蔽剂的代表具有良好的抗紫外性能，已被应用于涂料、塑料、化妆品等行业。但是，在使用过程中纳米Ti02粒子容易团聚，不能很好的展现纳米特性。本文以工业用TiOS04、滑石粉、尿素为主要原料，采用液相均一沉淀法，实现了TiO。在滑石上的纳米沉积包覆。所制备的纳米TiO。／滑石复合粉体在醇酸清漆中显示出了良好的紫外屏蔽性能，展现了纳米TiO。的特性。研究了TiO#滑石复合粉体的制备工艺条件，实验表明选择适当的工艺参数，可实现Ti如粒子在滑石上的纳米级包覆。主要实验工艺参数如下：

2、TiOSO。浓度为0．02～0．10mol／L，[C0(NH：)：]／[TiOS04]为10～15：1，反应温度为70℃，反应初始pH值约为1，加料速度为1～2ml／min，反应时间为3个小时，洗涤、过滤、80℃干燥后，800℃煅烧1h。运用静电吸附一多核钛离子生长原理，分析了TiOSO。的水解机理及其在滑石上形成沉淀的过程。从热力学角度分析了Ti02在滑石粉上的异相成核，并对TiO：粒子在滑石粉上的分散形态一岛状堆积和层状沉积并存进行了分析，提出了二氧化钛粒子在滑石粉表面的生长模式：岛状生长为主，伴随

3、层状生长。研究了纳米TiO。／滑石复合粉体在醇酸清漆中的分散，以及此改性清漆漆膜的制备；研究了改性清漆漆膜的紫外屏蔽性能和可见光透过性。实验表明，偶联剂的用量约为复合粉体质量的50％时，复合粉体在清漆中能够良好分散；载玻片经过300℃、0．5h的预处理，提高了漆膜和载玻片的附着力；采用多次涂膜的方式能够显著改善漆膜在载玻片上的铺展性。当TiOSO。浓度为O．02～0．06mol／L、[Co(N}I)：]／[TiOSO。]为15：1时所制的复合粉体，添加量为清漆质量的3％时，改性清漆漆膜具有较好的紫外屏蔽

4、能力和可见光透过性。分析并提出了复合粉体在漆膜中吸收、散射和反射共同作用的紫外屏蔽机理。关键词：纳米TiO。／滑石粉复合粉体均一沉淀法紫外屏蔽醇酸清漆ABSTRACTNano-stmcturedTi02hasbeenwidelyusedincoating，plastics，cosmeticandotherindustryaSrepresentativeofinorganicultravioletshieldingagents．However,nano-slruccatredTi02willnotshow

5、nano-propertywellbecauseofagglomerationduringapplication．Inthispaper,nano-m'uetmedTi02coatingontalcsubstrateWaspreparedbyhomogeneousprccipRationmethodusingindusUialgradeTiOS04andmlcpowderasrawmaterialsandIll'Ca雒precipitant．TheTi02／talccompoundpowderwhich

6、wasdispersedinancydvarnishshowedexcellentultravioletshieldingquality．ProcessconditionsofpreparingTioJtalccompoundpowderwerestu抛,andtheresultsindicatedthatnano-strueturedTi02wouldbedeposited011talcsubswateunderoptinlalconditions．mmainexperimentalparameter

7、sWCl'e蠲follows：concentrationofnOS04Was0．02--0．10mol／L；coneanwationratioofureaandTiOS04was10—15：1；initialpHshouldbekeptaround1．0：dropspeedofsolutionwas1～2ml／min；reactiontimeⅥ郴3h．ThecompoundpowderWasfilteredoff,washedwithdeioulzedwaterand幽edat800C．Finally,

8、thecompoundpowderwascalcinedat800oCforlb．Besides，hydrolysisandplrccipitationmechanismofTiOS04wasanalyzedbytheoryofelec仃ostafieadsorptionandpolynueleartilaniumionsgrowthintalc-watersuspensionsystem．Inthispaper,heterogeneous