[發(fā)明專(zhuān)利]復(fù)合鈦白粉及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310662392.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103740139A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳德貴;江賢梁;趙玉柱;王征
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 遼寧億龍礦業(yè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09C1/36
• 分類(lèi)號(hào): C09C1/36;C09C3/06;C09C3/08;C08K9/10;C08L27/06;C08K3/22
• 代理公司: 大連科技專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21119
• 代理人: 龍鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高白度、高性能的復(fù)合鈦白粉及其制備方法。尤其涉及一種可以顯著增強(qiáng)復(fù)合鈦白粉的遮蓋力、高白度的復(fù)合鈦白粉制備方法。

背景技術(shù)

鈦白粉作為一種白色顏料，具有優(yōu)越的密度、介電常數(shù)和折射率，同時(shí)具備高遮蓋力、高消色力、高光潔度、高白度和穩(wěn)定的耐候性，同時(shí)還具有化學(xué)惰性、無(wú)毒、對(duì)人體無(wú)害等性能，因而成為迄今為止性能最好的白色顏料，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的白色顏料已廣泛應(yīng)用于建筑涂料、塑料、造紙、油墨、化纖、電焊、搪瓷、日用化工等20多個(gè)領(lǐng)域。尤其涂料行業(yè)是鈦白粉的最大用戶(hù)，用鈦白粉制成的涂料，色彩鮮艷，遮蓋能力高，著色力強(qiáng)，用量省，品種多，對(duì)介質(zhì)的穩(wěn)定性可起到保護(hù)作用，并能增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋，防止紫外線(xiàn)和水分透過(guò)，延長(zhǎng)漆膜壽命。與此同時(shí)，由于鈦白粉的生產(chǎn)成本較其它白色顏料高，以及近年來(lái)鈦礦資源的日益緊缺，使得鈦白粉的廣泛應(yīng)用受到一定限制，更值得關(guān)注的是在中國(guó)，由于絕大多數(shù)鈦白粉都采用對(duì)環(huán)境污染更嚴(yán)重的硫酸法進(jìn)行生產(chǎn)，所以研究和探索鈦白粉的替代品以解決上述問(wèn)題，是具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

傳統(tǒng)的鈦白粉替代品，是指具有鈦白粉的性能且成本比鈦白粉低，能夠部分或全部替代鈦白粉被應(yīng)用的無(wú)機(jī)粉體材料。從20?世紀(jì)70?年代起，鈦白粉替代品就已開(kāi)始了研究和開(kāi)發(fā)，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。如日本將復(fù)合鈦白粉用于合成纖維，英國(guó)和德國(guó)將制成的滑石復(fù)合鈦白粉已用于造紙，美國(guó)將云母、高嶺土分別與TiO2?制備出復(fù)合鈦白產(chǎn)品，部分的應(yīng)用于化妝品行業(yè)。同時(shí)，絕大多數(shù)復(fù)合鈦白的制備都是選擇一些單一的、外觀(guān)為白色粉末，質(zhì)地松軟的礦物粉體如云母、高嶺土、滑石、硅灰石、碳酸鈣等與TiO2?得到的復(fù)合鈦白粉，可以在一定程度上滿(mǎn)足對(duì)于白度要求高的行業(yè)，作為鈦白粉的替代品使用。但是在性能方面目前還沒(méi)有一種復(fù)合鈦白粉體能夠在市場(chǎng)上很好的代替純鈦白粉的作用，比如遮蓋力下降、耐候性不足，消色力表現(xiàn)不能令人滿(mǎn)意等等問(wèn)題，所以說(shuō)目前的鈦白粉技術(shù)在一定程度上是以犧牲部分鈦白粉應(yīng)有的性能而進(jìn)行的取代鈦白粉，還不能達(dá)到完全取代鈦白粉。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于研制一種高白度、高性能的復(fù)合鈦白粉的制備方法，尤其涉及一種可以顯著增強(qiáng)復(fù)合鈦白粉的遮蓋力、高白度復(fù)合鈦白粉制備方法。

本發(fā)明中所述復(fù)合鈦白粉主要由如下重量份數(shù)比的原料制成：30-70份滑石、30-70份白云石以及1-25份的鈦白粉。

本發(fā)明的復(fù)合鈦白粉的工藝流程主要是通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

1）????將原料30-70份滑石與30-70份白云石混合研磨后得到平均粒徑為2.5-5um的細(xì)粉混合物；

2）????將步驟1）得到的細(xì)粉混合物與分散劑、研磨介質(zhì)、助磨劑及水加入到研磨設(shè)備中，濕法攪拌打漿使?jié){料與分散劑、助磨劑完全混合并通過(guò)研磨設(shè)備進(jìn)行研磨得到平均粒徑大小為1-2um的漿料，所述研磨介質(zhì)為磨球；

3）????步驟2）的漿料經(jīng)過(guò)壓力泵碳化反應(yīng)5-30min后送入碳化反應(yīng)罐，碳化反應(yīng)罐中的氫氧化鈣精漿濃度為30-90g/L，在溫度為50-80℃的條件下繼續(xù)反應(yīng)20-50min，在反應(yīng)的同時(shí)通入二氧化碳，二氧化碳的流量為5-30L/min，當(dāng)碳化罐中漿液的PH值達(dá)到6-8時(shí)反應(yīng)結(jié)束；

4）????將步驟3）得到的漿料與鈦白粉水溶液按1-2：1的比例加入到研磨設(shè)備中混合，同時(shí)研磨，研磨設(shè)備中的研磨介質(zhì)為磨球，研磨設(shè)備的轉(zhuǎn)速為500-1000r/min，研磨時(shí)間為10-60min；所述鈦白粉水溶液的濃度為20-50%；

5）????將步驟4）得到的混合物加入到改性罐中，當(dāng)溫度達(dá)到55℃-95℃時(shí)，加入含有兩種以上表面改性劑的懸浮液介質(zhì)改性0.2-5小時(shí)，制得復(fù)合鈦白納米材料，懸浮液介質(zhì)用量與步驟4）得到的混合物的比例為1：0.05-0.6。

在本發(fā)明中，步驟2）中所述的分散介質(zhì)為六偏磷酸鈉、硅酸鈉中的至少一種，分散劑的加入量為細(xì)粉混合物質(zhì)量的0.1-1%；步驟2）中所述助磨劑為聚丙烯酸鈉、三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉，助磨劑的加入量為細(xì)粉的0.1-1%；步驟2）中水的加入量為細(xì)粉混合物質(zhì)量的40-70%。

在本發(fā)明中，所用研磨介質(zhì)--磨球?yàn)檠趸X或氧化鋯，其尺寸在20-60mm之間，按球料比為1-5的比例添加；在本發(fā)明中所用磨球可以是在20-60mm之間一種或幾種不同規(guī)格搭配使用的方式；在本發(fā)明中所述研磨設(shè)備可以為剝磨機(jī)或球磨機(jī)。

在本發(fā)明中，上述步驟3）所述碳化反應(yīng)得到的碳酸鈣尺寸是30-70nm，在滑石與白云石粉表面形成的碳酸鈣包膜是片狀碳酸鈣。