本发明涉及钛白粉的制备，特别涉及一种金红石型钛白粉的包膜方法。
背景技术：
1、钛白粉（二氧化钛）化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛型和金红石型。板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值，而锐钛型钛白不需要进行包膜，因此，金红石型钛白粉是目前世界上最好的一种白色无机颜料，被广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品及食品添加和医药等领域。
2、但是，未经过表面处理的金红石型钛白粉一方面分散性差，容易出现团聚现象，另一方面，由于金红石型钛白粉颗粒具有光催化活性，在紫外线照射下容易使得材料的耐候性变差，出现粉化现象。由此，煅烧后的钛白初品一般需通过沉淀或吸附，在钛白粉离子表面包覆一层无机水合氧化物，通常称为“包膜”。通过包膜可以堵塞晶格缺陷，遮蔽其表面的光活性点，使其不能和有机介质直接接触，从而改善钛白粉的耐候性和耐粉化性。
3、传统的金红石钛白粉包覆使用硅、铝、锆等水合氧化物，采用溶胶-凝胶法在金红石型钛白粉表面包覆一层金属氧化膜。但是，目前的包膜方法的薄膜不均匀，钛白粉分散性差等缺陷，包膜后的钛白粉性能不稳定，影响其使用性能。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种金红石型钛白粉的包膜方法，有效提升了金红石型钛白粉的紫外屏蔽能力与在极性基质中的相容性与分散稳定性，同时抑制了光催化活性。
2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、（1）称取金红石型钛白粉溶于蒸馏水中，加入分散剂六偏磷酸钠，超声分散后加热至60℃，加入naoh溶液，调节ph至9后用恒流泵加入ce(so4)2溶液和naoh溶液，通过调节naoh溶液的加料速度保持ph不变，在温度60℃转速300rpm条件下陈化2h，得到一元ceo2纳米膜包覆的金红石型钛白粉；
5、（2）将一元ceo2纳米膜包覆的金红石型钛白粉加入到去离子水中，超声分散0.5h，得到分散均匀的悬浮液a，悬浮液a的温度提高到65℃，并通过滴加naoh溶液，将ph值提高到8，然后恒流泵同时向悬浮液a中加入naalo2溶液和h2so4溶液，保持naalo2溶液的加料速度恒定，时间为1h，在naalo2水解过程中，通过调节h2so4溶液的加料速度使悬浮液a的ph值维持在8，当naalo2溶液加入完成后，在65℃下老化2h，最后过滤洗涤至中性后，在120℃的烘箱中干燥24h，得到二元ceo2@alooh纳米膜包覆的金红石型钛白粉；
6、（3）将二元ceo2@alooh纳米膜包覆的金红石型钛白粉加入到去离子水中，超声分散0.5~1h，得到分散均匀的悬浮液b，在转速为500rpm的搅拌下，将悬浮液b加热到70℃，然后将甲基丙烯酸和微量引发剂k2s2o8加入到上述悬浮液b中，聚合反应在70℃下进行3h，过滤后用去离子水洗涤至中性，在120℃的烘箱中干燥24h，得到三元ceo2@alooh@maa纳米膜包覆的金红石型钛白粉。
7、优选的，所述金红石型钛白粉的制备方法为：取去离子水煮沸后加入表面活性剂，再缓慢加入浓缩钛液，加热至100~105℃，保温搅拌2h后冷却至室温，采用去离子水多次洗涤后过滤在真空干燥箱内60℃干燥，后续高温煅烧得到金红石型钛白粉。
8、优选的，所述去离子水与浓缩钛液体积相同，所述表面活性剂与浓缩钛液的摩尔体积比为（0.05~0.07）mmol：50ml，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠，柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵或苄基三乙基氯化铵中的一种。
9、优选的，所述naoh溶液摩尔浓度均为0.1mol/l。
10、优选的，所述（1）中ce(so4)2溶液摩尔浓度均为0.1mol/l，分散剂六偏磷酸钠与金红石型钛白粉的质量比为（0.008~0.012）：1，所述金红石型钛白粉与总ce(so4)2溶液的质量体积比为1g：（10~20）ml。
11、优选的，所述（2）中naalo2溶液和h2so4溶液的质量分数为10%，所述一元ceo2纳米膜钛白粉与总naalo2溶液的质量体积比为1g：（21~28）ml。
12、优选的，所述二元ceo2@alooh纳米膜包覆的金红石型钛白粉、甲基丙烯酸和微量引发剂k2s2o8的质量比为1：（0.01~0.02）：0.001。
13、优选的，所述高温煅烧温度为780~820℃。
14、优选的，所述浓缩钛液为硫酸氧钛溶液，其中tio2浓度为196.1g/l。
15、综上所述，本发明具有以下有益效果：
16、首先本发明通过ce(so4) 2作为铈源，对钛白粉进行包覆，其吸收紫外线能力增强，能够有效提高钛白粉的紫外屏蔽能力。
17、本发明以一元ceo2纳米膜包覆的金红石型钛白粉为基底，在其表面包覆alooh纳米膜制备了二元ceo2@alooh纳米膜包覆的金红石型钛白粉，岛状结构的alooh纳米膜由粒径约为1nm的勃姆石纳米颗粒聚结形成，alooh纳米膜通过al-o-ti键固定在二氧化钛颗粒上，含有大量羟基的alooh纳米膜可以改善钛白粉在极性基质中的相容性。
18、本发明以二元ceo2@alooh纳米膜包覆的金红石型钛白粉，在其表面固定聚甲基丙烯酸分子，制备得到三元ceo2@alooh@maa纳米膜包覆的金红石型钛白粉，从而完全抑制了金红石型钛白粉的光催化活性，光稳定型更高，耐候性更强，同时有效提高了其水分散的稳定性，其作为颜料在水性涂料中具有优秀的应用前景。
1.一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于：所述金红石型钛白粉的制备方法为：取去离子水煮沸后加入表面活性剂，再缓慢加入浓缩钛液，加热至100~105℃，保温搅拌2h后冷却至室温，采用去离子水多次洗涤后过滤在真空干燥箱内60℃干燥，后续高温煅烧得到金红石型钛白粉。
3.根据权利要求2所述的一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于：所述去离子水与浓缩钛液体积相同，所述表面活性剂与浓缩钛液的摩尔体积比为（0.05~0.07）mmol：50ml，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠，柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵或苄基三乙基氯化铵中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于：所述naoh溶液摩尔浓度均为0.1mol/l。
5.根据权利要求1所述的一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于：所述（1）中ce(so4)2溶液摩尔浓度均为0.1mol/l，分散剂六偏磷酸钠与金红石型钛白粉的质量比为（0.008~0.012）：1，所述金红石型钛白粉与总ce(so4)2溶液的质量体积比为1g：（10~20）ml。
6.根据权利要求1所述的一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于：所述（2）中naalo2溶液和h2so4溶液的质量分数为10%，所述一元ceo2纳米膜钛白粉与总naalo2溶液的质量体积比为1g：（21~28）ml。
7.根据权利要求1所述的一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于：所述二元ceo2@alooh纳米膜包覆的金红石型钛白粉、甲基丙烯酸和微量引发剂k2s2o8的质量比为1：（0.01~0.02）：0.001。
8.根据权利要求2所述的一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于：所述高温煅烧温度为780~820℃。
9.根据权利要求2所述的一种金红石型钛白粉的包膜方法，其特征在于：所述浓缩钛液为硫酸氧钛溶液，其中tio2浓度为196.1g/l。