片狀氧化物粉體以其特殊的二維平面結構(主要形貌特征是具有較小的厚度與較大的徑厚比),使其具有良好的附著力、顯著的屏蔽效應與反射光線的能力,廣泛應用于顏料、涂料、化妝品、拋光和汽車面漆等領域。下面小編簡要介紹幾種片狀氧化物粉體制備方法及其應用。
一、片狀氧化鋁粉體
片狀氧化鋁具有耐酸堿、耐高溫、硬度高、熔點高、導熱性好和電阻率高等很多優良的性能,尤其是具有其他片狀粉體所不具備的良好的耐熱性和高機械強度。
1、片狀氧化鋁制備方法
片狀氧化鋁制備方法主要有水熱法、熔鹽法、溶膠-凝膠法、機械法以及液相間接制備法等。其中最常用的方法是水熱法。
片狀氧化鋁SEM圖片
片狀氧化鋁制備方法對比
2、片狀氧化鋁應用
(1)磨料拋光液
片狀氧化鋁相對于常規的納米氧化鋁,其平整光滑的片形表面對于被磨對象(如半導體硅晶片,智能手機外殼等)來說不易劃傷,產品的合格品率可因此提高10%至15%。所以,片狀氧化鋁在高端汽車拋光、高精密微電子行業,寶石加工業和金屬陶瓷行業應用廣泛。
片狀氧化鋁應用于汽車拋光
(2)化妝品
片狀氧化鋁具有較小的粒度和厚度分布以及較大的徑厚比,它的化學性能穩定,幾乎無色而且表面光滑平整,在水中具有良好的分散性,最為重要的是,這種粉體無毒無味,因此也被廣泛應用于化妝品領域。
片狀氧化鋁應用于化妝品
3、功能涂膜
片狀氧化鋁無團聚現象,且具有良好的附著力,易于與其他功能微粉相結合,制備成出各種前景誘人的新型功能涂膜。比如用于隱形飛機的功能涂膜可以吸收電波以防止被雷達搜尋到。
片狀氧化鋁制備功能隱身涂膜應用于戰斗機
4、用作增韌劑
將片狀氧化鋁作為第二相增韌劑加入到陶瓷中,可以起到增加裂紋偏轉和橋聯作用,對提高陶瓷的斷裂韌性有明顯的效果。
二、片狀二氧化硅
1、片狀二氧化硅制備方法主要有涂膜法和噴霧干燥法。
(1)涂膜法
涂膜法是制備片狀二氧化硅的主要方法之一。該方法優點是工藝簡單,所得的產品具有很高的光澤度,其大小、厚度等可以控制。
(2)噴霧干燥法
噴霧干燥法是通過堿金屬硅酸鹽而成中空球,或向水合堿金屬硅酸鹽中通入熱空氣流,形成壁厚較小的泡沫;然后將這些中空球或泡沫破碎,分級,制備獲得片狀二氧化硅粉體。
2、片狀二氧化硅應用
片狀二氧化硅主要應用于制備珠光顏料,利用不同方法制備的片狀二氧化硅,表面包覆不同的金屬氧化物時,可以得到具有不同顏色效應的珠光顏料。
片狀二氧化硅應用于制備珠光顏料
與天然云母相比,合成的片狀二氧化硅具有均一可控的厚度,光滑規則的表面,純凈無色的外表等優良特性,能使表面包覆的二氧化鈦或氧化鐵層具有更強烈的顏色傳遞作用和更清晰的顏色反射能力,因此可呈現出更優異的顏色效應。
三、片狀二氧化鈦
1、片狀二氧化鈦制備方法主要有涂覆法和溶膠法。
片狀、六棱柱形貌二氧化鈦SEM圖
(1)涂覆法
涂覆法是將含鈦化合物的溶液涂覆在光滑的基底,如輥系統和連續帶等,然后通過溶解,壓碎除去基底,或者是通過干燥除去溶劑,使膜裂碎脫落,制備成片狀二氧化鈦粉體。
(2)溶膠法
溶膠法是利用二氧化鈦溶膠形成氧化物微膠囊或中空球狀粉末,通過加熱或其他干燥方法去除溶劑,然后破碎微膠囊或中空球,也可以制備成厚度均一的片狀二氧化鈦粉體。
2、片狀二氧化鈦
片狀二氧化鈦粉體主要用作各種顏料、化妝品、涂料等的添加劑,特別是可用作紫外線防護材料、吸附劑和光催化劑。
片狀二氧化鈦應用于顏料涂料等的添加劑
四、片狀氧化鐵
片狀氧化鐵的結構類似云母,也稱云母氧化鐵。片狀氧化鐵具有化學性質穩定、無毒無味、耐高溫、抗紫外線、抗粉化等優良性能。
1、片狀氧化鐵制備方法
合成片狀云母氧化鐵的常用方法有水熱法、高溫熔鹽法和氣相法等。
(1)水熱法
水熱法是以可溶性亞鐵鹽為原料,用氧化劑氧化成正鐵鹽,然后用堿中和制得紅棕色的糊狀物,再將此糊狀物在高壓釜中水熱處理,形成六方片狀結晶結構的云母氧化鐵。
(2)高溫熔鹽法
高溫熔鹽法是以鐵屑或廢鐵皮為原料,用氯氣氯化生成氯化鐵,或直接用亞鐵鹽為原料,然后與堿金屬的氯化物混合,高溫熔融狀態下用氧氣氧化,制成純度較高的六方片狀結構的云母氧化鐵。
(3)氣相法
氣相法是向充填了球形填料和食鹽的床層中,充入氣化的氯化鐵和氧氣,于400~ 750℃反應,制得粒徑2~100μm的片狀α-Fe2O3。
2、片狀氧化鐵應用
片狀氧化鐵的片狀粒子呈定向平行重疊排列的特殊結構以及優異的吸附性能,廣泛應用于重防腐涂料、防銹漆、填料、珠光顏料等領域。如英國的新前進公路橋、日本的關門橋,土耳其的博斯普魯斯橋都要使用片狀氧化鐵涂料,壽命達15年以上。
片狀氧化鐵制備的重防腐涂料應用于橋梁鋼構
參考文獻:
1、李汶軍,鄭燕青等,TiO2和Al2O3晶體的生長習性,無機材料學報。
2、葉紅齊,蘇周,周永華,楊鷹,片狀氧化物粉體在珠光顏料中的應用,涂料工業。
作者:李波濤
作者:粉體圈
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