纳米二氧化钛.doc

纳米二氧化钛
纳米二氧化钛粉体作为化妆品的物理防晒添加剂,具有化学性质稳定、无刺激性、无致敏性、全面防护紫外线等优点。CYU系列纳米TiO2根据在化妆品配方应用中的不同特性,有效控制纳米TiO2的微观分散和表面态结构,形成了亲水、疏水和亲疏水双性的系列产品,产品对可见光完全透过,对UVA和UVB的屏蔽率很高,涂覆后均匀透明,适用于各种类型的防晒、护肤、彩妆等化妆品中。
阳光中紫外线的辐射对皮肤具有很大的伤害作用,而现今各种人为的和非人为的因素,给人类赖以生存的大气造成了不同程度的破坏,致使紫外线的辐射量不断增大,严重威胁着人类的健康。以往的抗紫外化妆品多采用有机防紫外线添加剂,对皮肤具有一定的刺激性,对不同波长的紫外光吸收范围窄,在掺入化妆品基质时会因加热、或与油、水长期接触而流失,不能长时间全面地抵御紫外线对皮肤的伤害。
纳米二氧化钛粒经约10-50nm,具有十分宝贵的光学性质。由于它的透明性和防紫外线能力高度统一,在防晒护肤、轿车面漆、高档涂料、油墨、塑料、精细陶瓷等方面获得了广泛的应用。同时它又是一种重要的半导体材料,各国都在投巨资争相研制,国际市场价20-25万元/吨。我公司提供一种液相一步法合成纳米TiO2的新工艺
。该工艺省略了800℃以上的晶型转变步骤,降低了生产成本,可直接合成锐钛型,金红石型纳米级TiO2粉体,填补了国内外纳米级二氧化钛新工艺又一空白。
可行性报告
一、纳米TiO2基本情况
纳米二氧化钛粒径仅为10—50nm,是具有屏蔽紫外线功能和产生颜色效应的一种透明物质。由于它透明性和防紫外线功能的高度统一,使得它一经问世,便在防晒护肤、塑料薄膜制品、木器保护、透明耐用面漆、精细陶瓷等多方面获得了广泛应用。特别是在80年代末期,这种能产生诱人的“随角异色”效应的效应颜料被成功地用于豪华型高级轿车面漆之后,引起了世界范围的普遍关注,发达国家如美、日、欧等国对此研究工作十分活跃,相继投入了大量人力、物力,并制订了长远规划,在国际市场竞争激烈迄今,他们已取得许多令人惊异的成果,并已形成高技术纳米材料产业,生产这种附加值极高的高功能精细无机材料,收到良好的经济效益和社会效益,纳米氧化物材料也正成为我国产业界关注的热点。
国内外合成纳米TiO2的方法主要有溶胶—凝胶法(S—G方法)、气象法(CVD)的胶溶法。利用金属醇盐的水解和缩聚作用的溶胶—凝胶法,作为一种制备纳米粉末的有效方法,已经合成了均匀性好的TiO2凝胶及纳米TiO2粒子,但这种方法成本较高。而CVD法则在技术和材质方面要求高,工艺复杂,投资大。相比较而言,溶胶法工艺简单得多,但缺点是原料来源少且价格不等。用水
热法能制得高纯度的二氧化钛,但产物的晶粒较大。采用硫酸法钛白粉生产的中间产品偏钛酸为原料,成功地制得了热稳定性好、粒度均匀、分散性好的锐钛矿型二氧化钛纳米粒子。
中科院固体物理所和泰州河海集团合作建立了国内第一家纳米二氧化钛的生产基地,主要添加于衣服纤维中,夏天吸收紫外线,冬天特别保暖,年产值800万,但由于其采用水热法生产,生产成本较高达10万/吨,销售价为25万/吨,而且设备投资达千万元以上。由我们采用的工业化方法设备投资仅为一百万左右,生产成本每吨为3万元左右。
随着纳米材料研究的深入,纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,这意味着纳米材料的研究已可以按照人们的意愿设计、组装、创造新的体系,更有目的地使该体系具有人们所希望的特性,技术上的飞跃,为纳米材料的应用进一步打开市场的大门,在广泛的领域形成了一大批高技术产品。如信息与通讯方面的磁性存储器、光学存储器、液晶显示、光学方面的功能性薄膜;电子方面的原件开发,能源方面的太阳能电源,热敏绝缘体,测量与控制技术方面的传感器;陶瓷方面的结构陶瓷,功能陶瓷以及其他方面的抗老化橡胶、功能油漆、光催化降解剂、保洁抗菌材料、超高磁能衡土水磁体等。在纳米材料的市场增长中,o维-3维结构技术,超精度加工技术,超薄膜生产技术,横向结构技术所制造的产品最具市场增长潜力。
有关研究还表明,在今后10年中,纳米材料的市场应用开发的速度还会加快,因为工业国家纳米材料领域的专利自1993年以来一直以每年20%以上的速度递增。资料表明,西方工业国家在纳米材料及相关领域的科研经费投入每年达4亿美元左右。国际上在此领域竞争日趋激烈。
二、纳米TiO2的应用
(一)化纤二氧化钛的应用
化纤用的二氧化钛,是二氧化钛颜料的一个非常重要的品种。虽然它的使用量只占世界钛白粉生产总量的3%左右,但是该产品的质量要求异常严格,产品附加值高(目前市场售价通常是金红石型二氧化钛的两倍)。化纤用的二氧化钛绝大多数为锐钛型,采用硫酸法工艺生产,但国外对环境保护而限