粒状二氧化钛制造技术

粒状二氧化钛的中值体积粒径大于70nm。可通过煅烧前体颗粒生产二氧化钛。该二氧化钛具有提高的UVA效果。可使用该粒状二氧化钛形成分散体。可使用所述粒状二氧化钛或分散体生产具有UV防护(至少为标签SPF值的1/3)的防晒剂产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ニ氧化钛颗粒及其制备方法、由其制备的分散体和特别是它在最终应用产品中的用途。
技术介绍
ニ氧化钛在多种应用例如防晒剂、有机树脂、薄膜和涂料中用作紫外光的衰减剂。公知的是，UVA辐射主要造成皮肤过早老化，而UVB辐射是皮肤癌的主要原因。目前，几乎所有可商购的ニ氧化钛产品主要在UVB区域内起衰减作用。尽管这些ニ氧化钛产品可产生一定的UVA衰减，但许多最终用途的防晒剂产品需要掺入无机UVA吸收剂例如氧化锌和/或有机UVA吸收剂例如丁基甲氧基ニ苯甲酰基甲烷(阿伏苯宗)，以便获得所要求的广谱UV防护。最近，随着新欧盟委员会对所有防晒剂产品具有UVA防护(为标签SPF值的至少1/3)的新要求，对具有改进的UVA效果和高的UVA/UVB之比的防晒剂产品的需求增加另外，近年来，对“仅无机”的防晒剂的需求増加，这是因为担心各种有机UV吸收剂的毒性和一些有机UV吸收剂对无机防晒剂具有“泛黄”影响。还产生对氧化锌的替代物的需求，这是因为法律限制使用氧化锌并且氧化锌具有相对低的UV防护和/或透明度。因此，需要粒状ニ氧化钛，它显示出有效的UVB吸收性能而且具有高的UVA效果，和当施加到皮肤上时具有可接受的美学例如透明度和/或皮肤感觉。
技术实现思路
我们现已令人惊奇地发现了ー种克服或明显减轻至少ー个前述问题的改进的ニ氧化钛。因此，本专利技术提供中值体积粒径大于70nm的粒状ニ氧化钛。本专利技术进ー步提供E524 低于 91/g/cm、E360 为 25-501/g/cm 和 E360/E308 之比为O. 5-1. O的粒状ニ氧化钛。本专利技术还进ー步提供ー种分散体，它包含中值体积粒径大于70nm、和/或E524低于91/g/cm、E360 为 25-501/g/cm 和 E36(l/E3(l8 之比为 O. 5-1. O 的粒状ニ氧化钛。本专利技术还进ー步提供一种生产粒状ニ氧化钛的方法，该方法包括α)形成平均长度为40-100nm和/或平均宽度为3-25nm的前体ニ氧化钛颗粒，和(ii)煅烧该前体颗粒。本专利技术甚至进ー步提供防晒剂产品，它包括(i) (a)中值体积粒径大于70nm，和/ 或(b)E524 低于 91/g/cm, E360 为 25-501/g/cm,和 E36(l/E3(l8 之比为 O. 5-1. O 的粒状ニ氧化钛；和/或(ii)含粒状ニ氧化钛的分散体，所述粒状ニ氧化钛具有(a)中值体积粒径大于70nm，和/或(b) E524 低于 91/g/cm, E360 为 25-501/g/cm,和 E360/E308 之比为 O. 5-1. O ;和/或(iii)通过如下步骤生产的粒状ニ氧化钛(a)形成平均长度为40-100nm和/或平均宽度为3-25nm的前体ニ氧化钛颗粒，和(b)煅烧该前体颗粒。本专利技术的ニ氧化钛颗粒优选包括锐钛矿和/或金红石晶体形式。颗粒内的ニ氧化钛合适地包括主要部分的金红石，优选大于70wt%、更优选大于80wt%、尤其大于90wt%和特别大于95wt%和最多100wt%的金红石。可通过标准エ序制备所述颗粒，例如使用氯化物エ艺，或者通过硫酸盐エ艺，或者通过水解合适的钛化合物例如ニ氯氧化钛或有机或无机钛酸盐，或者通过氧化可氧化的钛化合物例如气相状态的可氧化的钛化合物。在 Iv实施方案中，可用选自招、络、钻、铜、嫁、铁、铅、猛、镇、银、锡、f凡、锋、错和它们的组合物的掺杂剂金属掺杂ニ氧化钛颗粒。掺杂剂优选选自铬、钴、铜、铁、锰、镍、银和钥；，更优选猛和f凡，尤其猛，和特别是2+和/或3+状态。 可通过本领域已知的标准方法进行掺杂。优选通过共沉淀ニ氧化钛和可溶的掺杂剂络合物例如氯化锰或こ酸锰实现掺杂。替代地，可通过焙烧技术进行掺杂，即通过在掺杂剂络合物例如硝酸锰存在下在大于500°C和通常最多1000°C的温度下加热钛络合物进行。也可通过氧化含钛络合物和掺杂剂络合物例如こ酸锰的混合物添加掺杂剂,例如通过喷雾雾化器将混合物喷入到氧化腔室内进行。掺杂的ニ氧化钛颗粒优选包括范围为O. O l_3wt%、更优选O. 05_2wt%、尤其O.l_lwt%和特别是O. 5-0. 7wt%的掺杂剂金属，优选锰，基于ニ氧化钛的重量计。在一个实施方案中，例如通过水解钛化合物、尤其是ニ氯氧化钛制备起始或前体ニ氧化钛颗粒，然后对这些前体颗粒进行煅烧エ艺，以便获得本专利技术的ニ氧化钛颗粒。前体ニ氧化钛颗粒优选包括前面所述的金红石含量。另外，前体ニ氧化钛颗粒优选包括低于10wt%、更优选低于5wt%和尤其低于2wt%的无定形ニ氧化钛。其余ニ氧化钛(即最多100wt%)为晶体形式。前体颗粒内的ニ氧化钛基本上全部为晶体形式。各前体ニ氧化钛颗粒合适地为针状，且具有长轴(最大尺寸或长度)和短轴(最小尺寸或宽度)。颗粒的第三轴(或厚度)优选与宽度的尺寸大致相同。前体ニ氧化钛颗粒的数均长度合适地在40-100nm范围内，优选45_90nm，更优选50-80nm,尤其是55_70m，和特别是60_65m。颗粒的数均宽度合适地在3_25nm范围内，优选6-20nm,更优选9_18nm,尤其是12_17nm,和特别是14_16nm。前体ニ氧化钛颗粒的平均长径比Cl1: d2 (其中Cl1和d2分别是颗粒的长度与宽度)优选为2-8: 1，更优选为3-6. 5: 1，尤其是4-6:1，和特别是4. 5-5. 5:1。可如这里所述，通过测量使用透射电子显微镜获得的照片图像中选定颗粒的长度与宽度确定前体颗粒的尺寸。前体ニ氧化钛颗粒的平均晶体尺寸(通过本文所述的X-射线衍射測量)合适地为5-20nm，优选6_15nm，更优选7_12nm，尤其是8-1 Inm,和特别是9-lOnm。前体ニ氧化钛颗粒的晶体尺寸的粒度分布可能是重要的，和合适地至少30wt%、优选至少40wt%、更优选至少50wt%、尤其至少60wt%和特别是至少70wt% ニ氧化钛颗粒的晶体尺寸在ー个或多个上述针对平均晶体尺寸的优选范围内。优选在450_850°C的温度下煅烧前体ニ氧化钛颗粒，更优选500_800で，尤其是550-750°C，和特别是600-700°C。优选煅烧前体ニ氧化钛颗粒1_15小时的时间段。对于小型或实验室规模的生产例如最多且包括20kg的产量来说，优选煅烧前体ニ氧化钛颗粒1-5小时，更优选I. 5-4小时，和尤其是2-3小时。对于エ厂规模的生产例如大于20kg的产量来说，优选煅烧前体ニ氧化钛颗粒4-15小吋，更优选4. 5-12小时，和尤其是5-9小吋。可在煅烧之前干燥前体ニ氧化钛颗粒，以便它们含有低于5wt%的水，但在ー个实施方案中不用预干燥段。在这ー实施方案中，进行过煅烧エ艺的前体颗粒优选包含40-75wt%、更优选50-70wt%、尤其55_65wt%和特别是约60wt%的水，基于颗粒和水的总重量计。在本专利技术的一个实施方案中，用无机和/或有机涂层涂布ニ氧化钛颗粒。掺杂的ニ氧化钛颗粒可以不涂布，即基本上由ニ氧化钛和掺杂剂组成。无机涂层优选是铝、锆或硅的氧化物，或它们的混合物，例如氧化铝和氧化硅。无机涂层、合适地为氧化招和/或氧化娃的用量优选为l-20wt%,更优选2_10wt%,尤其3-6wt%,和特别是3-4wt%,基于ニ氧化钛芯颗粒的重量计。在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·R·图利，R·M·塞耶，P·M·斯塔尼兰德，
申请(专利权)人：禾大国际股份公开有限公司，
类型：发明
国别省市：