制备具有制造技术

本发明专利技术涉及具有

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备具有Aurivillius结构的薄片状结晶颗粒的方法及其作为效果颜料或其基材的用途


[0001]本专利技术涉及制备具有
Aurivillius
结构的薄片状结晶颗粒的方法，其作为效果颜料或作为效果颜料基材的用途，还涉及包含具有
Aurivillius
结构的经涂覆或未涂覆的薄片状结晶颗粒作为基材的效果颜料，以及效果颜料的用途
。

技术介绍

[0002]所谓的
Aurivillius
相的晶体基于特殊的层结构以薄片形式生长
。
这些化合物中的一些还具有高折射率
n。
这类物质的最重要的代表是钛酸铋
Bi4Ti3O
12
。
其他例子还有
Bi5Ti3FeO
15
和
Bi2WO5。
[0003]Aurivillius
相是指通式为
(Bi2O2)(A
n
‑1B
n
O
3n+1
)
的钙钛矿，其中
A
是十二次配位的大阳离子，
B
是六次配位的小阳离子
。
原则上，
Aurivillius
相结构是通过
[Bi2O2]2+
的交替层和伪钙钛矿块形成的，其中钙钛矿层具有
n
个正八面体配位层
。
[0004]由于
Bi4Ti3O
12
和
Aurivillius
系列的其他成员是铁电的和压电的，因此多年以来，基于它们特殊的电学性质已经备受材料研究领域的关注
。
这使它们原则上适合制造电子元件
、
如电容器或传感器
。
此外，它们还具有催化性能
。
[0005]BIT
颗粒的优选制备路径是从氧化铋
Bi2O3和二氧化钛
TiO2开始
。
这两种起始化合物通常与盐例如碱金属的卤化物或硫酸盐混合，例如
KCl、NaCl、KBr、NaBr、Na2SO4、K2SO4或其混合物，并在
800
‑
950℃
的温度下加热几小时
。
[0006]根据现有技术，在使用氯化物盐基体时形成了直径高达约
15
μ
m
的
BIT
薄片，而在使用硫酸盐时获得了非常小的薄片和
/
或不明确形状的颗粒
(<3
μ
m)。
然而，这种颗粒太小，其形状不适合于产生有趣的光学效果
。
[0007]然而，氯化物基质对于较大颗粒的优势被制备系统上的高化学负荷所抵消，因为碱金属氯化物在必需的高工艺温度下具有高蒸发速率
。
氯化物蒸气对生产系统具有很强的腐蚀作用，使其经济运行受到严重质疑
。
根据现有技术，晶体薄片的尺寸和厚度的再现性也不能令人满意
。
[0008]因此，需要不具有现有技术缺点的制备方法，特别是能够在不对制备系统造成过高的负荷的情况下制备较大的颗粒
。
[0009]长期以来，具有高折射率
n
的透明薄片状材料已经用作效果颜料，例如碱性碳酸铅
(n
＝
2.0)
和氯化铋
(n
＝
2.15)。
由于具有毒性，碱性碳酸铅已经不再使用，但氯化铋仍广泛应用，特别是用作化妆品着色剂
。
[0010]不过，希望还能有其它效果颜料
。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供制备具有
Aurivillius
结构的结晶颗粒的方法和具有薄片状基材的新型效果颜料
。
[0012]根据本专利技术，该目的通过下文所述和要求保护的方法
、
特别是具有权利要求1‑
11
的特征的方法，和通过具有权利要求
12
‑
16
的特征的效果颜料来实现
。
[0013]特别是，本申请涉及制备具有
Aurivillius
结构的结晶化合物的方法，其中起始材料
、
优选氧化铋和氧化钛，以及任选的另外的氧化物
、
特别是过渡金属氧化物
、
特别优选铁氧化物，与包含
NaCl
和
Na2SO4和优选一种或多种助剂的盐混合物混合，以形成均质化的盐基体
/
氧化物混合物，并加热至
800
‑
1200℃。
[0014]优选地，在根据本专利技术的方法中，将
Bi2O3、TiO2和任选的另外的氧化物
、
特别是过渡金属氧化物
、
特别优选铁氧化物，与包含
NaCl
和
Na2SO4和优选一种或多种助剂的盐混合物混合，以形成均质化的盐基体
/
氧化物混合物，并加热至
800
‑
1200℃。
[0015]令人惊讶地发现，根据本申请的方法能够获得大的钛酸铋薄片
。
在此，起始材料在
NaCl
和
Na2SO4的盐基体混合物中反应
。NaCl
与
Na2SO4的质量比优选为
55
‑
70
：
45
‑
30
，特别优选
55
‑
65
：
45
‑
35。
特别优选使用
NaCl
和
Na2SO4的共晶混合物
。
[0016]盐混合物优选包含助剂，基于所使用的
TiO2的量，助剂的量优选为1‑
10mol
％，特别是1‑
6mol
％，例如1‑
2mol
％或
5mol
％
。
优选的助剂是
Na2CO3、K2CO3、CaCO3、CaO、CaCl2、Na4P2O7以及
KBr
，特别优选
Na2CO3、Na4P2O7和
KBr。
在这些混合物中，大部分氯化物被硫酸钠替代
。
这导致氯化物的蒸汽压显著下降
。
这很容易通过坩埚盖上沉积的
NaCl
的量看出来
。
[0017]此外，通过混入
Na2SO4可以发现
NaCl
的蒸汽压意外地大幅度降低
。
由此，通过混入
Na2SO4成分比纯量成分预期具有更高的缓蚀效果
。
[0018]该反应原则上可以在
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
制备具有
Aurivillius
结构的结晶化合物的方法，其中起始化合物与包含
NaCl
和
Na2SO4以及任选一种或多种助剂的盐混合物混合，以形成均质化的盐基体
/
氧化物混合物，并加热到
800
‑
1200℃。2.
根据权利要求1所述的方法，其中将
Bi2O3、TiO2和任选另外的氧化物与包含
NaCl
和
Na2SO4和任选一种或多种助剂的盐混合物混合，以形成均质化的盐基体
/
氧化物混合物，并加热至
800
‑
1200℃。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用
Fe2O3作为另外的氧化物
。4.
根据权利要求1至3中一项或多项所述的方法，其特征在于，使用选自
Na2CO3、K2CO3、CaCO3、CaO、CaCl2、Na4P2O7以及
KBr
中的一种或多种盐作为助剂
。5.
根据权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述盐混合物含有的助剂的量为所使用
TiO2量的1‑
10mol
％
。6.
根据权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其特征在于，均质化的盐基体
/
氧化物混合物包含7‑
50
重量％的
Bi2O3和
TiO2。7.
根据权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其特征在于，将均质化的盐基体
/
氧化物混合物压制成成型件
。8.
根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在陶瓷坩埚中对成型件退火
。9.
根据权利要求7和8中一项或多项所述的方法，其特征在于，将成型件在刚玉球上的陶瓷坩埚中静态退火
。10.
根据权利要求
1、2
和4至9中一项或多项所述的方法，其特征在于，所制备的化合物是
Bi4Ti3O
12
。11.
根据权利要求1至9中一项或多项所述的方法，其特征在于，所制备的化合物是
Bi5Ti3FeO
15
。12.
效果颜料，其包含具有
Aurivillius
结构的经涂覆或未经涂覆的薄片状结晶颗粒
。13.
根据权利要求
12

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：