CN111040473B - 亚氧化钛黑色颜料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。通过：向亚氧化钛核体中加入分散剂，搅拌，得到基材；将基材置于真空室内，采用磁控溅射的方式，使用Al2O3陶瓷靶或SiO2靶，在基材的外表面形成第一包覆层，再采用磁控溅射的方式，使用Al2O3陶瓷靶或SiO2靶，在第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到亚氧化钛黑色颜料；其中，步骤(2)与步骤(3)在磁控溅射时，溅射距离均为90mm～150mm，但所使用的靶材料不同。磁控溅射法条件易于控制，沉积速度快，成膜温度低，工艺可重复性好，制备的膜均匀性高、致密性高、附着力强。两层致密的包覆层可以赋予亚氧化钛黑色颜料优良的绝缘性，以及减少光活性基团在表层的暴露，协同提高材料的光稳定性，延长寿命。

Description

亚氧化钛黑色颜料及其制备方法
技术领域
本发明涉及颜料领域，特别是涉及一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
背景技术
亚氧化钛(化学式：TinO2n-1)是一类黑色的氧化物，具有类似二氧化钛颜料的高遮盖力，热稳定性好，易分散于水相和有机相，环保无毒等优点，适合用作着色。但亚氧化钛含有低价氧化钛，存在氧的晶格缺陷，其电导率一般大于1S/cm，限制了其在绝缘领域的应用；而且亚氧化钛在紫外线和可见光波段特别是300nm～600nm区间有高吸收强度，具有强的光催化活性，与有机物组合使用会发生光催化分解反应，降低亚氧化钛和有机物的使用寿命，限制了其与有机物的组合使用。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种绝缘性好、光稳定性好、寿命长的亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
技术方案如下：
一种亚氧化钛黑色颜料的制备方法，包括如下步骤：
(1)核体的分散：向亚氧化钛核体中加入分散剂，搅拌，得到基材；
(2)形成第一包覆层：将所述基材置于真空室内，采用磁控溅射的方式，使用Al2O3陶瓷靶或SiO2靶，在所述基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体，
其中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述基材的距离为90mm～150mm；
(3)形成第二包覆层：将所述中间体置于真空室内，采用磁控溅射的方式，使用Al2O3陶瓷靶或SiO2靶，在所述第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到所述亚氧化钛黑色颜料，
其中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述中间体的距离为90mm～150mm；
所述步骤(2)与所述步骤(3)在磁控溅射时，所使用的靶材料不同时为Al2O3陶瓷靶；或，所使用的靶材料不同时为SiO2靶。
本发明还提供上述制备方法得到的亚氧化钛黑色颜料。
本发明有益效果：
磁控溅射法设备简单，条件易于控制，沉积速度快，成膜温度低，工艺可重复性好，制备的膜均匀性高、致密性高、附着力强。SiO2和Al2O3均有极佳的绝缘性，本发明采用磁控溅射的方式在亚氧化钛核体外表面形成两层致密的包覆层，一层为Al2O3膜，另一层为SiO2膜，可以大大增加亚氧化钛黑色颜料的包覆覆盖率和体积电阻率，赋予亚氧化钛黑色颜料优良的绝缘性。而且，包覆两层薄膜可以增加亚氧化钛黑色颜料的包覆覆盖率，减少氧缺陷和光活性基团在表层的暴露，有效阻隔亚氧化钛核体与有机物的接触，协同提高亚氧化钛黑色颜料的光稳定性，达到延长使用寿命的效果。
附图说明
图1为空白组以及实施例1～6和对比例1～4制备的亚氧化钛黑色颜料12h内对亚甲基蓝的降解实验结果图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种亚氧化钛黑色颜料的制备方法，包括如下步骤：
(1)核体的分散：向亚氧化钛核体中加入分散剂，搅拌，得到基材；
(2)形成第一包覆层：将所述基材置于真空室内，采用磁控溅射的方式，使用Al2O3陶瓷靶或SiO2靶，在所述基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体，
其中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述基材的距离为90mm～150mm；
(3)形成第二包覆层：将所述中间体置于真空室内，采用磁控溅射的方式，使用Al2O3陶瓷靶或SiO2靶，在所述第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到所述亚氧化钛黑色颜料，
其中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述中间体的距离为90mm～150mm；
所述步骤(2)与所述步骤(3)在磁控溅射时，所使用的靶材料不同时为Al2O3陶瓷靶；或，所使用的靶材料不同时为SiO2靶。
磁控溅射法设备简单，条件易于控制，沉积速度快，成膜温度低，工艺可重复性好，制备的膜均匀性高、致密性高、附着力强。SiO2和Al2O3均有极佳的绝缘性，本发明采用磁控溅射的方式在亚氧化钛核体外表面形成两层致密的包覆层，一层为Al2O3膜，另一层为SiO2膜，可以大大增加亚氧化钛黑色颜料的包覆覆盖率和体积电阻率，赋予亚氧化钛黑色颜料优良的绝缘性。而且，包覆两层薄膜可以增加亚氧化钛黑色颜料的包覆覆盖率，减少氧缺陷和光活性基团在表层的暴露，有效阻隔亚氧化钛核体与有机物的接触，协同提高亚氧化钛黑色颜料的光稳定性，达到延长使用寿命的效果。
在所述步骤(2)中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述基材的距离为90mm～150mm，优选为120mm～140mm。若该距离小于90mm，则溅射的薄膜均匀性不佳，可能会得到完全和/或部分裸露的亚氧化钛黑色颜料，导致绝缘性及光稳定性大幅下降，可能会得到粒径分布远远超出所述范围的亚氧化钛黑色颜料，导致黑色度大幅下降；若该距离大于150mm，则溅射效率太低。
在所述步骤(3)中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述中间体的距离为90mm～150mm，优选为120mm～140mm。若该距离小于90mm，则溅射的薄膜均匀性不佳，可能会得到完全和/或部分裸露的亚氧化钛黑色颜料，导致绝缘性及光稳定性大幅下降，可能会得到粒径分布远远超出所述范围的亚氧化钛黑色颜料，导致黑色度大幅下降；若该距离大于150mm，则溅射效率太低。
其中，在所述步骤(2)和所述步骤(3)中，所述磁控溅射的溅射时间为1min～180min，优选为2min～120min。若溅射时间小于1min则膜薄的厚度过低，无法保证亚氧化钛黑色颜料的绝缘性和光稳定性；若溅射时间大于180min，则溅射的薄膜气孔增多，对其光学性质不利。
其中，在所述步骤(2)和所述步骤(3)中，磁控溅射的工作气压为0.06Pa～0.50Pa。若工作气压小于0.06Pa则溅射效率太低；若工作气压大于0.50Pa，则溅射的薄膜缺陷多，影响致密性。
其中，所述亚氧化钛核体选自Ti2O3和Ti3O5中的至少一种。
其中，所述Ti2O3和Ti3O5的粒径均为10nm～150nm，优选为22nm～121nm。
其中，所述分散剂选自玻璃微珠和三氧化二铝中的至少一种，所述分散剂的粒径为0.1mm～5mm，优选为0.1mm～1mm。
其中，所述分散剂与所述亚氧化钛核体的质量比为1:10～1:50。
上述亚氧化钛黑色颜料的制备方法还包括筛选步骤：对所述步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料，所述亚氧化钛黑色颜料具有高黑色度和高遮盖力的特性。
本发明还提供上述的制备方法所得的亚氧化钛黑色颜料。
若无特殊说明，本发明所用的原料均可来源于市售。
实施例1
本实施例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径均为22nm～54nm的50质量份Ti2O3和50质量份Ti3O5作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的玻璃微珠，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密Al2O3膜：将基材置于真空室内，使用99.99％的Al2O3陶瓷靶，Al2O3陶瓷靶与基材的距离为150mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.08Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射2min，在基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体。
(3)包覆致密SiO2膜：将中间体置于真空室内，使用99.99％高纯SiO2靶，SiO2靶与中间体的距离为150mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.08Pa，对中间体进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射2min，在第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到亚氧化钛黑色颜料。
(4)筛选：对步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
实施例2
本实施例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用所述磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径均为76nm～121nm的50质量份Ti2O3和50质量份Ti3O5作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的玻璃微珠，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密Al2O3膜：将基材置于真空室内，使用99.99％的Al2O3陶瓷靶，Al2O3陶瓷靶与基材的距离为120mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.12Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射45min，在基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体。
(3)包覆致密SiO2膜：将中间体置于真空室内，使用99.99％高纯SiO2靶，SiO2靶与中间体的距离为120mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.12Pa，对中间体进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射45min，在第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到亚氧化钛黑色颜料。
(4)筛选：对步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
实施例3
本实施例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径均为28nm～72nm的50质量份Ti2O3和50质量份Ti3O5作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的玻璃微珠，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密SiO2膜：将基材置于真空室内，使用99.99％高纯SiO2靶，SiO2靶与基材的距离为150mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.08Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射5min，在基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体。
(3)包覆致密Al2O3膜：将中间体置于真空室内，使用99.99％的Al2O3陶瓷靶，Al2O3陶瓷靶与中间体的距离为150mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.08Pa，对中间体进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射5min，在第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到亚氧化钛黑色颜料。
(4)筛选：对步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
实施例4
本实施例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径为76nm～121nm的100质量份Ti2O3作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的Al2O3，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密Al2O3膜：将基材置于真空室内，使用99.99％的Al2O3陶瓷靶，Al2O3陶瓷靶与基材的距离为120mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.12Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射120min，在基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体。
(3)包覆致密SiO2膜：将中间体置于真空室内，使用99.99％高纯SiO2靶，SiO2靶与中间体的距离为120mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.12Pa，对中间体进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射120min，在第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到亚氧化钛黑色颜料。
(4)筛选：对步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料
实施例5
本实施例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径为28nm～72nm的100质量份Ti3O5作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的玻璃微珠，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密SiO2膜：将基材置于真空室内，使用99.99％高纯SiO2靶，SiO2靶与基材的距离为140mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.30Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射120min，在基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体。
(3)包覆致密Al2O3膜：将中间体置于真空室内，使用99.99％的Al2O3陶瓷靶，Al2O3陶瓷靶与中间体的距离为140mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.30Pa，对中间体进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射120min，在第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到亚氧化钛黑色颜料。
(4)筛选：对步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
实施例6
本实施例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径均为76nm～121nm的50质量份Ti2O3和50质量份Ti3O5作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的玻璃微珠，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密Al2O3膜：将基材置于真空室内，使用99.99％的Al2O3陶瓷靶，Al2O3陶瓷靶与基材的距离为120mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.80Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射45min，在基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体。
(3)包覆致密SiO2膜：将中间体置于真空室内，使用99.99％高纯SiO2靶，SiO2靶与中间体的距离为120mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.80Pa，对中间体进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射45min，在第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到亚氧化钛黑色颜料。
(4)筛选：对步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
对比例1
本对比例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径均为22nm～54nm的50质量份Ti2O3和50质量份Ti3O5作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的玻璃微珠，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密Al2O3膜：将基材置于真空室内，使用99.99％的Al2O3陶瓷靶，Al2O3陶瓷靶与基材的距离为150mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.08Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射2min，在基材的外表面形成一包覆层，得到由Al2O3膜包覆亚氧化钛核体的黑色颜料。
(3)筛选：对步骤(2)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
对比例2
本对比例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径均为28nm～72nm的50质量份Ti2O3和50质量份Ti3O5作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的玻璃微珠，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密SiO2膜：将基材置于真空室内，使用99.99％高纯SiO2靶，SiO2靶与基材的距离为150mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.08Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射5min，在基材的外表面形成一包覆层，得到SiO2膜包覆的亚氧化钛核体的黑色颜料。
(3)筛选：对步骤(2)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
对比例3
本对比例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
核体的分散：将粒径均为19nm～47nm的的50质量份Ti2O3和50质量份Ti3O5均匀混合，得到未被包覆的亚氧化钛黑色颜料。
对比例4
本对比例提供一种亚氧化钛黑色颜料及其制备方法。
使用磁控溅射法按以下顺序进行操作：
(1)核体的分散：使用粒径均为22nm～54nm的50质量份Ti2O3和50质量份Ti3O5作为亚氧化钛核体，加入5质量份的、粒径为0.1mm～1mm的玻璃微珠，混合后进行机械搅拌5min，以此混合物作为基材。
(2)包覆致密Al2O3膜：将基材置于真空室内，使用99.99％的Al2O3陶瓷靶，Al2O3陶瓷靶与基材的距离为70mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.08Pa，对基材进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射2min，在基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体。
(3)包覆致密SiO2膜：将中间体置于真空室内，使用99.99％高纯SiO2靶，SiO2靶与中间体的距离为70mm，抽真空，本底真空度≥5.0×10-4Pa，通入纯度为99.999％的氩气，工作气压设定为0.08Pa，对中间体进行持续的机械振动，并开始磁控溅射，持续溅射2min，在第一包覆层的外表面形成第一包覆层，得到亚氧化钛黑色颜料。
(4)筛选：对步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
实施例7
对实施例1～6和对比例1～4得到的亚氧化钛黑色颜料进行性能测试
评价方法如下：
1、按照《GB/T 19077-2016》所示方法测试核体、亚氧化钛黑色颜料的粒径分布。
2、按照《GB/T 23762-2009》所示方法配制的10mg/L亚甲基蓝溶液，12h后亚甲基蓝的留存率为94.4％，以此作为空白组；测试实施例1～6和对比例1～4得到的亚氧化钛黑色颜料在12h内对亚甲基蓝的降解留存率。
3、在CIE 1976L*a*b*颜色模型下，以平均日光光源(C光源，6774k色温)照射测试亚氧化钛黑色颜料的L*值。
4、将亚氧化钛黑色颜料在5MPa压力下压制成压坯，并按照《GB/T 1410-2006》所示方法测试压坯的体积电阻率。
实验结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002289492700000131
由表1可知，实施例1～5采用磁控溅射的方式在亚氧化钛核体外表面形成两层包覆层，一层为Al2O3膜，另一层为SiO2膜，得到的亚氧化钛黑色颜料20℃下体积电阻率＞109Ω·cm，表现出优异的绝缘性能；实施例1～5得到的亚氧化钛黑色颜料12h后亚甲基蓝留存率在90％以上，说明亚氧化钛黑色颜料的光稳定性强；在CIE 1976L*a*b*颜色模型下，以平均日光光源(C光源，6774k色温)照射测试，L*值＜18，说明黑色度良好。结合实施例6可知，若是在磁控溅射中，工作气压为0.80Pa，薄膜的缺陷增多，致密性变差，导致绝缘性和光稳定性下降。结合对比例1可知，若是在亚氧化钛核体表面只包覆Al2O3膜，得到的亚氧化钛黑色颜料绝缘性和光稳定性下降；结合对比例2可知，若是在亚氧化钛核体表面只包覆SiO2膜，得到的亚氧化钛黑色颜料绝缘性和光稳定性下降；结合对比例3可知，未被包覆的亚氧化钛黑色颜料绝缘性能差且光稳定性能差；结合对比例4可知，若是在磁控溅射中，靶与材料的距离为70mm，薄膜的均匀性变差，得到的亚氧化钛黑色颜料不具有完整的二层包覆层，未能完全覆盖所有核体，部分核体裸露在外，仍具有强的光催化活性，光稳定性很差，同时绝缘性、黑色度均大幅下降。以上数据充分说明，采用磁控溅射的方式在亚氧化钛核体外表面形成两层致密的包覆层，一层为Al2O3膜，另一层为SiO2膜，可以显著增加亚氧化钛黑色颜料的包覆覆盖率和体积电阻率，赋予亚氧化钛黑色颜料优良的绝缘性，以及减少氧缺陷和光活性基团在表层的暴露，有效阻隔亚氧化钛核体与有机物的接触，协同提高亚氧化钛黑色颜料的光稳定性，达到延长使用寿命的效果。
实施例1～6和对比例1～4制备的亚氧化钛黑色颜料对亚甲基蓝的降解实验结果如图1所示。
由图1可知，实施例1～5制备的亚氧化钛黑色颜料12h内对亚甲基蓝的降解无显著水平的促进作用，亚甲基蓝留存率均与空白组结果接近，光稳定性强；结合实施例6可知，使用溅射工作气压为0.80Pa，得到的亚氧化钛黑色颜料12h后亚甲基蓝留存率降至62.4，光稳定性差，使用寿命短。结合对比例1可知，若是在亚氧化钛核体表面只包覆Al2O3膜，得到的亚氧化钛黑色颜料12h后亚甲基蓝留存率降为52.3，光稳定性差，使用寿命短；结合对比例2可知，若是在亚氧化钛核体表面只包覆SiO2膜，得到的亚氧化钛黑色颜料12h后亚甲基蓝留存率降为55，光稳定性差，使用寿命短；结合对比例3可知，未经任何包覆处理的亚氧化钛黑色颜料具有强的光催化活性，光稳定性很差，无法与有机物组合使用；结合对比例4可知，靶与材料的距离为70mm，得到的亚氧化钛黑色颜料不具有完整的二层包覆层，未能完全覆盖核体，部分核体裸露在外，仍具有强的光催化活性，12h后亚甲基蓝留存率降至23.6，光稳定性很差，无法与有机物组合使用。说明包覆两层薄膜可以增加亚氧化钛黑色颜料的包覆覆盖率，减少氧缺陷和光活性基团在表层的暴露，有效阻隔亚氧化钛核体与有机物的接触，协同提高亚氧化钛黑色颜料的光稳定性，达到延长使用寿命的效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种亚氧化钛黑色颜料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)核体的分散：向亚氧化钛核体中加入分散剂，搅拌，得到基材；
(2)形成第一包覆层：将所述基材置于真空室内，采用磁控溅射的方式，使用Al2O3陶瓷靶或SiO2靶，在所述基材的外表面形成第一包覆层，得到中间体，
其中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述基材的距离为90mm～150mm；
(3)形成第二包覆层：将所述中间体置于真空室内，采用磁控溅射的方式，使用Al2O3陶瓷靶或SiO2靶，在所述第一包覆层的外表面形成第二包覆层，得到所述亚氧化钛黑色颜料，
其中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述中间体的距离为90mm～150mm；
所述步骤(2)与所述步骤(3)在磁控溅射时，所使用的靶材料不同时为Al2O3陶瓷靶；或，所使用的靶材料不同时为SiO2靶；
在所述步骤(2)和所述步骤(3)中，所述磁控溅射的溅射时间为1min～180min；
在所述步骤(2)和所述步骤(3)中，磁控溅射的工作气压为0.06Pa～0.50Pa。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述基材的距离为120mm～140mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述Al2O3陶瓷靶或SiO2靶与所述中间体的距离为120mm～140mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)和所述步骤(3)中，所述磁控溅射的溅射时间为2min～120min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)和所述步骤(3)中，磁控溅射的工作气压为0.06Pa～0.30Pa。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述亚氧化钛核体选自Ti2O3和Ti3O5中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述Ti2O3和Ti3O5的粒径均为10nm～150nm。
8.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂选自玻璃微珠和三氧化二铝中的至少一种，所述分散剂的粒径为0.1mm～5mm。
9.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂与所述亚氧化钛核体的质量比为1:10～1:50。
10.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括筛选步骤：对所述步骤(3)得到的亚氧化钛黑色颜料进行过筛操作，得粒径＜800nm的亚氧化钛黑色颜料。
11.一种如权利要求1～10任一项所述的制备方法所得的亚氧化钛黑色颜料。
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