CN105670346B - 一种醇盐水解法制备氮化钛包覆炭黑材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种醇盐水解法制备氮化钛包覆炭黑材料的方法,包括(1)将甲氧基乙醇和钛酸四异丙酯加入无水异丙醇和蒸馏水中进行混合,并回流反应;(2)再加入炭黑,并调节pH值到中性后进行回流反应2‑4小时;(3)经离心过滤、洗涤、干燥得二氧化钛包覆的炭黑颗粒;(4)在800℃‑1000℃下通入氨气进行氮化2‑5小时,即可得到表面包覆有氮化钛的氮化钛包覆炭黑材料。本发明先用TiO2包覆上炭黑形成二氧化钛包覆炭黑材料,提高化学稳定性很好;再将氮化钛包覆在炭黑的外表面,从而大大提高炭黑材料和氮化钛的热稳定性,使得氮化钛包覆炭黑材料在1000℃以上仍保持良好的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于无机材料改性技术领域,具体涉及一种醇盐水解法制备氮化钛包覆炭黑材料的方法。
背景技术
黑色作为陶瓷制品重要的颜色,目前常用于陶瓷中的黑色颜料大多为尖晶石结构,其中氧化钴是获得黑色陶瓷的重要组成部分,但是由于其价格昂贵,限制了黑色陶瓷的广泛应用。
目前代替氧化钴最好的材料为炭黑,炭黑具有较高的着色能力,但炭黑本身在500-600℃下会发生氧化而失效,因此炭黑若用于陶瓷颜料,则必须先对其进行包覆处理来增加其热稳定性。目前常用二氧化硅来包覆炭黑材料,能将其初始氧化温度稳定提高到600℃以上。但二氧化硅无法在炭黑表面形成致密的薄膜层,也就无法大幅度地提高炭黑材料的热稳定性。
本发明采用醇盐水解-氨气氮化后在炭黑粉末表面包覆氮化钛(TiN),该方法的成本较低,TiN包覆层厚度分布均匀且易控制。且TiN本身具有很好的化学稳定性和热稳定性,熔点高达2950℃,可大大提高炭黑材料的热稳定性,使得TiN包覆处理的炭黑材料在1000℃以上仍保持良好的稳定性,不会被氧化。
发明内容
本发明就是解决上述不足,提供一种醇盐水解法制备氮化钛包覆炭黑材料的方法,可大大提高炭黑材料的热稳定性,氧化稳定温度达到1000℃以上。
本发明的技术方案为:
一种醇盐水解法制备氮化钛包覆炭黑材料的方法,包括以下步骤:
(1)将甲氧基乙醇和钛酸四异丙酯按体积比为5:4-7加入无水异丙醇和蒸馏水中进行混合,然后在70℃-90℃下回流反应2-5个小时;
(2)往(1)中加入炭黑,再用碱调节溶液pH值到中性后进行回流反应2-4小时;所述炭黑与甲氧基乙醇的质量体积比g:mL为3-30:5;
(3)将(2)中反应液的析出物经离心过滤、洗涤、干燥得二氧化钛包覆的炭黑颗粒;
(4)将(3)制备的二氧化钛包覆的炭黑颗粒在800℃-1000℃下通入氨气进行氮化2-5小时,即可得到表面包覆有氮化钛的氮化钛包覆炭黑材料。
进一步,所述步骤(2)中回流反应的温度为80℃。
所述步骤(1)中甲氧基乙醇和无水异丙醇的体积比为5:100-200;所述甲氧基乙醇与蒸馏水的体积比为5:3-20。
所述步骤(2)中炭黑的粒径为15-90nm。
所述步骤(3)中洗涤是指用乙醇进行洗涤2-8次,所述干燥是指在常温下干燥2-8小时。
所述步骤(4)中氨气的浓度不小于99%。
本发明采用甲氧基乙醇、钛酸四异丙酯与无水异丙醇进行回流反应,水解生成颗粒状二氧化钛,然后再加入炭黑和蒸馏水再次进行回流反应,得二氧化钛包覆的炭黑颗粒;最后将二氧化钛包覆的炭黑颗粒于800℃-1000℃下通入氮气进行氮化,制得表面包覆有氮化钛的氮化钛包覆炭黑材料。
本发明相比于现有技术具有以下有益效果:
1、由于TiN本身具有很好的化学稳定性和热稳定性,熔点高达2950℃,将其包覆在炭黑的外表面,则可大大提高炭黑材料的热稳定性,使得TiN包覆处理的炭黑材料在1000℃以上仍保持良好的稳定性。
2、本发明先用TiO2包覆上炭黑形成二氧化钛包覆炭黑材料后再进行氮化,从而提高了氮化钛的纯度和化学稳定性很好,即而提高氮化钛包覆炭黑材料的化学稳定性和热稳定性。
具体实施方式
实施例1
(1)将5mL甲氧基乙醇和6mL钛酸四异丙酯加入160mL无水异丙醇和3mL蒸馏水中进行混合,然后对该混合液在80℃下回流4个小时,水解生成颗粒TiO2;
(2)取15g粒径为35nm的炭黑放入上述溶液中;通过少量氨水将pH值调节到7左右,逐步加热到80℃回流3小时,水解生成的TiO2在炭黑表面沉积得到二氧化钛包覆的炭黑颗粒;
(3)上述制备的二氧化钛包覆的炭黑颗粒离心过滤后用乙醇洗涤5次,常温下干燥6小时;
(4)将干燥的二氧化钛包覆的炭黑颗粒在900℃下进行氮化,用氨气作为还原剂,氮化时间为3小时,即可得到表面包覆有氮化钛的氮化钛包覆炭黑材料。
实施例2
(1)将5mL甲氧基乙醇和6mL钛酸四异丙酯加入120mL无水异丙醇和5mL蒸馏水中进行混合,然后对该混合溶液在85℃下回流3个小时,水解生成颗粒TiO2;
(2)取8g粒径为50nm的炭黑放入上述溶液中;通过少量氨水将pH值调节到7左右,逐步加热到80℃回流2.5小时,水解生成的TiO2在炭黑表面沉积得到二氧化钛包覆的炭黑颗粒;
(3)上述制备的二氧化钛包覆的炭黑颗粒离心过滤后用乙醇洗涤3次,常温下干燥4小时;
(4)将干燥的二氧化钛包覆的炭黑颗粒在850℃下进行氮化,用氨气作为还原剂,氮化时间为4小时,即可得到表面包覆有氮化钛的氮化钛包覆炭黑材料。
实施例3
(1)每5mL甲氧基乙醇和4mL钛酸四异丙酯加入180mL无水异丙醇和10mL蒸馏水中进行混合,然后对该混合溶液在70℃下回流2个小时,水解生成颗粒TiO2;
(2)取25g粒径为15nm炭黑放入上述溶液中;通过少量氨水将pH值调节到7左右,逐步加热到80℃回流2小时,水解生成的TiO2在炭黑表面沉积得到二氧化钛包覆的炭黑颗粒;
(3)上述制备的二氧化钛包覆的炭黑颗粒离心过滤后用乙醇洗涤8次,常温下干燥8小时;
(4)将干燥的二氧化钛包覆的炭黑颗粒在800℃下进行氮化,用氨气作为还原剂,氮化时间为2小时,即可得到表面包覆有氮化钛的氮化钛包覆炭黑材料。
实施例4
(1)每5mL甲氧基乙醇和7mL钛酸四异丙酯加入100mL无水异丙醇和20mL蒸馏水中进行混合,然后对该混合溶液在90℃下回流5个小时,水解生成颗粒TiO2;
(2)取3g粒径为90nm的炭黑放入上述溶液中;通过少量氨水将pH值调节到7左右,逐步加热到80℃回流4小时,水解生成的TiO2在炭黑表面沉积得到二氧化钛包覆的炭黑颗粒;
(3)上述制备的二氧化钛包覆的炭黑颗粒离心过滤后用乙醇洗涤2次,常温下干燥2小时;
(4)将干燥的二氧化钛包覆的炭黑颗粒在1000℃下进行氮化,用氨气作为还原剂,氮化时间为5小时,即可得到表面包覆有氮化钛的氮化钛包覆炭黑材料。
实施例5
(1)每5mL甲氧基乙醇和6.5mL钛酸四异丙酯加入200mL无水异丙醇和15mL蒸馏水中进行混合,然后对该混合溶液在85℃下回流3个小时,水解生成颗粒TiO2;
(2)取30g粒径为70nm的炭黑放入上述溶液中;通过少量氨水将pH值调节到7左右,逐步加热到80℃回流3.5小时,水解生成的TiO2在炭黑表面沉积得到二氧化钛包覆的炭黑颗粒;
(3)上述制备的二氧化钛包覆的炭黑颗粒离心过滤后用乙醇洗涤4次,常温下干燥7小时;
(4)将干燥的二氧化钛包覆的炭黑颗粒在900℃下进行氮化,用氨气作为还原剂,氮化时间为4小时,即可得到表面包覆有氮化钛的氮化钛包覆炭黑材料。
测试本发明制备的TiN包覆炭黑在釉中的热稳定性:
采用粉体煅烧后的明度L1000(空气气氛1000℃煅烧30分钟)表征陶瓷在空气气氛中、温度为1000℃下煅烧30分钟后釉面的明度值,L1000值越高,釉面越明亮;L1000值越低,釉面越暗,则说明TiN包覆炭黑作为颜料在高温情况下的热稳定性越好。
将本发明实施例1-5制备TiN包覆炭黑粉末在每20g的釉浆中加入3g制成釉体;然后在每20g的釉浆中加入3g传统的二氧化硅包覆炭黑粉末制成的釉体作为对比例,并升温至1000℃。然后等冷却后用色度计分别测其明度,如表1所示:
表1:釉体明度
样品 | L1000值 |
对比例传统二氧化硅包覆炭黑制备的釉体 | 63.7 |
实施例1制备的釉体 | 46.5 |
实施例2制备的釉体 | 48.2 |
实施例3制备的釉体 | 43.8 |
实施例4制备的釉体 | 45.0 |
实施例5制备的釉体 | 45.2 |
由上表1可看出,本发明制备的TiN包覆炭黑材料作为颜料用于釉中,可大大提高炭黑的热稳定性。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例,但本申请并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化,都应落在本申请的保护范围内。
Claims (6)
1.一种醇盐水解法制备氮化钛包覆炭黑材料的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将甲氧基乙醇和钛酸四异丙酯按体积比为5:4-7加入无水异丙醇和蒸馏水中进行混合,然后回流反应2-5个小时;
(2)往(1)中加入炭黑,再用碱调节溶液pH值到中性后进行回流反应2-4小时;所述炭黑与甲氧基乙醇的质量体积比g:mL为3-30:5;
(3)将(2)中反应液的析出物经离心过滤、洗涤、干燥得二氧化钛包覆的炭黑颗粒;
(4)将(3)制备的二氧化钛包覆的炭黑颗粒在800℃-1000℃下通入氨气进行氮化2-5小时,即可得到表面包覆有氮化钛的炭黑材料。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中回流反应的温度为80℃。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(1)中甲氧基乙醇和无水异丙醇的体积比为5:100-200;所述甲氧基乙醇与蒸馏水的体积比为5:3-20。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中炭黑的粒径为15-90nm。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(3)中洗涤是指用乙醇进行洗涤2-8次,所述干燥是指在常温下干燥2-8小时。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(4)中氨气的浓度不小于99%。
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CN102241529A (zh) * | 2011-05-20 | 2011-11-16 | 景德镇陶瓷学院 | 一种包裹炭黑陶瓷色料的制备方法 |
CN102433033A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-05-02 | 景德镇陶瓷学院 | 一种非水解溶胶-凝胶法制备原位生成炭黑包裹色料的方法 |
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CN102241529A (zh) * | 2011-05-20 | 2011-11-16 | 景德镇陶瓷学院 | 一种包裹炭黑陶瓷色料的制备方法 |
CN102231287A (zh) * | 2011-06-17 | 2011-11-02 | 清华大学 | 中子吸收球 |
CN102433033A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-05-02 | 景德镇陶瓷学院 | 一种非水解溶胶-凝胶法制备原位生成炭黑包裹色料的方法 |
WO2015177563A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Tioxide Europe Limited | Coated titanium dioxide dispersions |
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