[發明專利]超細級金紅石型色母專用二氧化鈦顏料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810132927.5
• 申請日: 2008-07-02
• 公開（公告）號: CN101619176A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 景建林;劉不盡;杜國華;張藹文;王洪福
• 申請（專利權）人: 四川龍蟒鈦業股份有限公司
• 主分類號: C09C1/36
• 分類號: C09C1/36;C09C3/06;C09C3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明屬于化工領域的鈦白生產行業，涉及到一種高填充、高分散、高遮 蓋而粒度分布集中的超細級金紅石型二氧化鈦TiO₂顏料及其制備方法。

背景技術

二氧化鈦顏料，因其具有良好的白度、不透明性而廣泛應用于涂料、塑料 及橡膠工業等許多領域。具有商業價值的二氧化鈦顏料有兩種晶體結構，即銳 鈦型和金紅石型。在這兩種結構中，由于金紅石型二氧化鈦具有較高的折射率 和吸收紫外線的能力，能夠使制品具有良好的白度和不透明性，并且保護制品 免受紫外光的損害，因而金紅石型二氧化鈦作為顏料得到更廣泛的應用。而且 由于二氧化鈦具有高的介電常數和在強酸或強堿條件下仍然具有化學穩定性， 已被人們廣泛用于塑料制品的著色。

目前，國內外鈦白粉生產方法主要有硫酸法和氯化法兩種，氯化法技術以 氣相法為特征，對設備及控制條件要求苛刻，主要為杜邦、科美基等國外公司 所使用和壟斷，國內僅錦州一家，規模不大。國內生產沿用1916年挪威Titan 公司開發的硫酸法鈦白粉生產技術，已經形成生產二氧化鈦粉末顏料的基礎， 并且在目前乃至將來相當長的一段時期內，硫酸法鈦白粉生產方法在我國鈦白 粉行業仍將占據主導地位。這不僅因為硫酸法原料充分和成本低，而且硫酸法 的一個重要優點是既能生產金紅石型顏料，又能生產銳鈦型顏料，而且經過特 殊技術的后處理，還能生產超細級顏料以及其它鈦系化工產品。但是，采用硫 酸法制作金紅石型二氧化鈦粉末顏料，控制在運用領域中的遮蓋力方面的影響 因素具有不同于氯化法技術的特點和難點。

二氧化鈦顏料的有效性取決于它在制品中的分散程度，潤濕分散性通常取 決于無機金屬氧化物的表面處理，通過有機處理也可改善其在應用體系中的分 散性。在擠塑行業中，塑料薄膜的厚度一般為20～25μm，二氧化鈦含量通常 在10～15%范圍內。在擠塑類無機顏料要求中，塑料熔融溫度在280～320℃左右， 無機包膜層的化學結合水容易逸出,在薄膜加工中極易造成“花邊”現象,而顏 料不能均勻分散,將導致塑料薄膜產生斑點或顏色的不均勻性。因此，國內的 鈦白粉生產行業在人們大量需求的超細級金紅石型顏料、特別是高填充、高分 散、高遮蓋而粒度分布集中的金紅石型二氧化鈦顏料及其制備領域尚處于技術 空白狀態，下游高端應用領域一般使用進口產品，僅低端應用時采用國產的通 用產品。

美國專利US4375989描述了一種易分散二氧化鈦的制法，其表面無機處理 的量在0.3～0.5%范圍內，并進行適當的有機處理。此方法簡明，但采用無機處 理的量沒有達到人們希望的二氧化鈦基料所需要的處理量，而且無法確定其金 紅石型晶體結構及相應耐候性要求等的影響。

中國專利申請CN1896148A中公開了一種包含二氧化鈦顆粒的組合物和生 產方法，該方法源自于美國專利出版物2003/0051635。該組合物具有和本發明 的產品相當的應用性能，該方法的最大特點是其原料來自氯化法生產中間產 物，采用的表面處理方式上是在四氯化鈦氧化過程中加入四氯化硅，經氧化反 應在鈦白粉的表面包覆了一層氧化硅膜，這種方法業界一般稱之為氣相包膜， 這種10秒以內的瞬間包覆方式只可能在氯化法工藝中實現，不適合國內普遍 采用的硫酸法生產原料及特有表面處理方式。

英國專利GB990419提供了一種采用硫酸法生產技術制備的中間產物，采 用鋁鹽來改善晶體結構。在制造高溫薄膜時，其典型的缺陷是變黃或裂孔。另 一個問題是由它們生產的產品不能同時滿足塑料行業對揮發分、分散性、加工 性、高溫耐黃變性等的特殊要求。

為此，采用硫酸法制作金紅石型二氧化鈦粉末顏料，基于英國專利 GB990419采用鋁鹽來改善晶體結構所制備的中間產物，以此為原料， 研究一種經過精湛的表面后處理消除了上述相應的各種不利因素的制備方法、 并且制備出適合于聚烯烴類，軟質PVC類，PS及PET類等各種塑料使用的高 填充、高分散、高遮蓋的二氧化鈦顏料產品以便為涂料配方人員設計配方時提 供更多的機會，就變得極為重要和迫切。

發明內容

本發明的目的是提供一種高填充、高分散、高遮蓋而粒度分布集中的超細 金紅石型二氧化鈦顏料，并且提供其制備方法，同時滿足了塑料行業對金紅石 型二氧化鈦顏料的揮發分、分散性、加工性、高溫耐黃變性等多種特殊要求， 填補了國內優質顏料的空白。