[發明專利]一種伊利石基復合鈦白粉及其制備方法

有效

• 申請號: 201310367913.2
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103450712A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 曹國軍;齊濤
• 申請（專利權）人: 丹東億龍高科技材料有限公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C09C1/36
• 分類號: C09C1/36;C09C3/06
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責任公司 21119
• 代理人: 龍鋒

技術領域

本發明涉及一種復合鈦白粉及其制備方法。?

背景技術

二氧化鈦（TiO₂），英文名Titanium?dioxide，是一種重要的無機化工原料，對身體無毒、無害。當二氧化鈦作為白色顏料時被稱之為鈦白（Titanium?dioxide?white?pigment,?Titanium?white），鈦白是最重要的白色顏料，占全部白色顏料使用量的80%。鈦資源的90%用于生產鈦白粉，其余10%生產金屬鈦、鈦合金和陶瓷等。鈦白粉已成為世界無機化工產品中銷售量最大的三種商品之一，僅次于合成氨和磷酸。TiO₂作為白色顏料具有極高的不透明度和優良的光學性能、顏料性質。因此被廣泛的應用于涂料、油墨、塑料、橡膠、造紙、化纖和日用化妝品等行業中。?

目前鈦白粉的工業生產方法包括硫酸法和氯化法，分別占全球鈦白粉生產的47%和53%，在我國，約有95%的企業采用硫酸法工藝。硫酸法工藝以鈦鐵礦為原料，采用85%硫酸進行分解，使礦中鈦化合物轉變成鈦液，鈦液經凈化后水解轉變成水合二氧化鈦，再經洗滌、煅燒和后處理獲得鈦白粉成品。硫酸法工藝復雜，流程長，生產過程中產生大量的廢酸、酸性廢水和廢渣，環境污染極其嚴重。氯化法是將含鈦礦石（或人造金紅石）經高溫氯化制成四氯化鈦，四氯化鈦再經提純后在高溫下氧化生成二氧化鈦和氯氣，生成的氯氣返回氯化鈦原料。工藝流程短，自動化水平高，產品檔次高。但是，氯化法鈦白生產過程中產生含放射性物質和有毒氯化物的廢渣，難于治理和利用，污染危害極大。隨著我國礦產資源的日益緊缺和國家環保力度的不斷加大，生產成本和環境問題已成為制約我國鈦白行業發展的瓶頸。?

鈦白粉粒子的顏料性能主要通過光學性能體現，光學性能主要取決于TiO₂粒子的表面性質，因此，TiO₂粒子內核對光學性能幾乎沒有貢獻。如果能使用一種廉價易得的白色材料取代TiO₂粒子內核，則鈦白粉成本將大大降低。?

復合鈦白正是通過采用廉價的礦物作為內核，在其表面包覆一層TiO₂粒子而制得。目前各國都在研究和探索復合鈦白，以降低其成本。?

申請號為02135086.8，發明名稱為“納米CaCO₃/TiO₂復合粒子及其制備方法”的中國專利申請，公開了采用Ti(OH)4膠體溶液沉積在納米CaCO₃顆粒上制備納米CaCO₃/TiO₂復合粒子的方法，但該方法由于需要預先制備出Ti(OH)₄膠體，使得工藝復雜，而且成本較高，同時沉積的TiO₂十分有限，使得復合粒子顏料性能較差。??

申請號為200510080497.3，發明名稱為“白色礦物粉體-TiO2復合白色顏料及其制備方法”的中國專利申請，公開了使用白色礦物粉體，如碳酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土和重晶石等為包核基體，晶體TiO₂為包膜物，在濕法超細研磨體系中，通過粒-粒包覆改性方式，實現TiO₂在包核基體表面的反應包覆和改性修飾，由此制備具有顏料二氧化鈦性質的白色礦物粉體-TiO₂復合白色顏料的方法。但該方法由于存在結合力不強、粒-粒包覆是在二次團聚粒子上進行等質量問題，只能在部分行業的中低檔次產品中得到適度應用，且成本較高。

日本日鐵礦業株式會社的申請號為01813600.1的中國專利申請，公開了采用碳酸化方法，制備了一種能呈現二氧化鈦固有特性如高度不透明性的二氧化鈦碳酸鈣復合粒子的方法，該方法是在碳酸化步驟添加具有平均粒徑0.1～0.5μm的二氧化鈦粒子，典型的是在攪拌下，在氫氧化鈣漿料中導入二氧化碳氣體和空氣的混合物，進行碳酸化反應，并繼續導入氣體混合物使反應進行到漿料的pH為7。最終獲得涉及含有組合其中的上述復合粒子地復合組合物，可應用于造紙用的涂料和顏料，以及復合材料例如紙、塑料成型材料和橡膠成型材料等。該方法利用現有碳酸鈣生產工藝流程，增加部分工序后即可實現工業化生產，只要復合顏料符合使用性能要求，應用前景十分看好，但該方法制備的復合鈦白粉的碳酸鈣與二氧化鈦的結合不夠牢固，遮蓋力不夠強，且耐候性不高。?

發明內容

有鑒于此，本發明的第一目的是提供一種成本低廉、性能較好的復合鈦白粉，本發明的第二目的是提供一種制備復合鈦白粉的方法。?