[發(fā)明專利]環(huán)保鈦系顏料及該顏料采用接枝架橋法制備的工藝

有效

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• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103627217A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉偉;陳建軍;檀滿林;李冬霜;袁凱杰;彭偉明
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳清華大學(xué)研究院
• 主分類號: C09C1/36
• 分類號: C09C1/36;C09C3/06;C09C3/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工顏料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MMO（金屬氧化物混相法）制備的環(huán)保鈦系顏料及采用接枝架橋法制備該環(huán)保鈦系顏料的方法。

背景技術(shù)

環(huán)境污染問題越來越受到國際社會的廣泛關(guān)注，推廣綠色環(huán)保產(chǎn)品，加強節(jié)能減排是應(yīng)對日益惡化的環(huán)境以及資源短缺的重要手段。含有鉛和鎘的無機顏料由于色澤鮮亮，價格較低，占據(jù)很大一部分市場，然而，出于對政策和對環(huán)保健康方面的考慮，尋求安全，對人體無毒無害的環(huán)保顏料已經(jīng)成為人們的一種共識。另一方面，隨著無機顏料應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，對顏料本身的特性也提出了更高的要求，尤其是在耐光性，耐候性以及化學(xué)穩(wěn)定性方面。無機鈦系顏料具有優(yōu)異的性能，安全環(huán)保，性價比高，具有很廣泛的市場。

目前市場上較為成熟的產(chǎn)品多采用固相法工藝，原因是該方法工藝簡單易操作，成本相對較低，產(chǎn)品較為穩(wěn)定。缺點是由于該方法是氧化物之間通過高速球磨等工藝實現(xiàn)混料，無法達(dá)到液相法那樣分子級水平的均勻混合，因此，產(chǎn)品性能存在著色力差，色澤不夠鮮亮等問題，達(dá)不到高端產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。

隨著納米材料制備技術(shù)的不斷提高，液相法合成工藝在環(huán)保顏料中的應(yīng)用越來越廣，由于是在分子級別的均勻混料，得到的粉體細(xì)度好，煅燒溫度低，產(chǎn)品品質(zhì)也在不斷的提高。上述產(chǎn)品采用液相法的制備方法很多，包括沉淀法，溶膠凝膠法等等。然而，液相法存在普遍的不足是在制備的過程中容易帶來團(tuán)聚問題，影響色澤，同時由于工藝較為復(fù)雜，產(chǎn)品穩(wěn)定性不易控制，收率較低，成本相對較高。因此，尋求一種既能提升產(chǎn)品品質(zhì)，又能夠顯著降低成本的工藝成為科研人員研究的重點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的鈦系顏料品質(zhì)缺陷，提供一種產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)異，且成本顯著低于市場成熟化產(chǎn)品，易于工業(yè)化生產(chǎn)的環(huán)保鈦系顏料及采用接枝架橋法制備該環(huán)保鈦系顏料的方法。

本發(fā)明首先提供了一種環(huán)保鈦系顏料，包括下述重量份的原料：

鈦白粉60-80份；硝酸鹽15-40份；表面處理劑3-20份，三氧化二銻10-15份。

上述組分中：

所述硝酸鹽為硝酸鎳、硝酸鉻、硝酸鈷或硝酸鋅中的一種或一種以上。

所述表面處理劑為堿化合物和絡(luò)合劑，兩者配比為10-20:1-2。

所述堿化合物為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，所述絡(luò)合劑為三乙烯四胺或/和檸檬酸。

本發(fā)明提供的環(huán)保鈦系顏料，通過在以鈦白粉原料為主料的顏料中加入一定量的表面處理劑，可在制備過程中有效保證原料的分散，并在一定程度上顯著降低煅燒溫度和保溫時間，達(dá)到節(jié)能減排效果，且能夠保證在煅燒過程中，著色離子能充分進(jìn)入鈦白粉晶格中，促進(jìn)晶型充分轉(zhuǎn)化，提高了產(chǎn)品的著色品質(zhì)。

本發(fā)明還提供了一種采用接枝架橋法制備上述環(huán)保鈦系顏料的工藝，其是在顏料主料鈦白粉溶液前期分散的時候，添加活化鈦白粉表面結(jié)構(gòu)的表面處理劑，同時加入一定量的硝酸鹽和三氧化二銻，并改變體系的酸堿性，使其表面形成大量羥基化學(xué)鍵，然后使硝酸鹽中的著色離子R^＋在鈦白粉表面沉積，形成致密的包覆膜，并形成Ti-O-R^＋化學(xué)鍵，使后期高溫煅燒時，著色離子均勻進(jìn)入鈦白粉晶格中，形成置換型固溶體，最終得到的粒徑分布區(qū)間窄、色澤鮮亮的顏料粉體。

上述工藝具體包括下述步驟：

1）按重量份稱取一定量的鈦白粉和三氧化二銻，加入到溶解有表面活性劑的水溶液中，分散均勻；

2）按重量份加入表面處理劑的混合溶液，對鈦白粉表面進(jìn)行改性，同時控制溶液的PH值在8-12之間，使鈦白粉處于穩(wěn)定的分散狀態(tài)；

3）按重量份加入硝酸鹽，控制滴加速度，使著色離子在鈦白粉表面緩慢均勻的沉積，最終在鈦白粉表面形成一層粒徑大小均勻的包覆膜；

4）對反應(yīng)體系進(jìn)行漂洗，過濾，去除雜質(zhì)離子；

5）將過濾后的溶液進(jìn)行干燥處理；

6）將干燥后的粉末加入礦化劑，混合均勻后在馬弗爐中進(jìn)行空氣氣氛煅燒，溫度控制在900-1200℃，保溫1-2h，得到所需的顏料粉體。

上述步驟中：

所述表面活性劑為六偏磷酸鈉，其重量為鈦白粉重量的0.2-0.5%。

所述步驟2）中，改性的溫度為50-70℃，控制分散時攪拌速率在400-600r/min，處理時間為0.5h-4h。

所述步驟5）中干燥處理時進(jìn)料總量10-12kg/h,干燥塔內(nèi)負(fù)壓為400-600Kpa,進(jìn)風(fēng)溫度150-165℃，排風(fēng)溫度60-65℃。