[發(fā)明專利]一種高光澤金紅石型鈦白粉的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410347652.2
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN104119703A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代堂軍;曾小林;鐘小英
• 申請（專利權(quán)）人: 四川龍蟒鈦業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C09C1/36
• 分類號(hào): C09C1/36;C09C3/04;C09C3/06
• 代理公司: 泰和泰律師事務(wù)所 51219
• 代理人: 魏常巍;溫黎娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高光澤金紅石型鈦白粉的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

鈦白粉，俗稱二氧化鈦，被認(rèn)為是目前世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業(yè)。在自然界中二氧化鈦存在三種晶型：板鈦型、銳鈦型和金紅石型。板鈦型是不穩(wěn)定的晶型，無工業(yè)利用價(jià)值，銳鈦型和金紅石型都具有穩(wěn)定的晶格，是重要的白色顏料和瓷器釉料，與其他白色顏料比較有優(yōu)越的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性、和化學(xué)穩(wěn)定性，特別是沒有毒性。

鈦白粉的工業(yè)化生產(chǎn)方法一般分為硫酸法和氯化法。其中硫酸法是一種常見的傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，其步驟一般包括：鈦精礦與濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸氧鈦、經(jīng)沉降、結(jié)晶、水解生成偏鈦酸；偏鈦酸經(jīng)一洗、漂白、二洗，鹽處理、鍛燒得到金紅石型二氧化鈦粗品；二氧化鈦粗品經(jīng)濕磨、砂磨、包膜和氣粉，得到鈦白粉產(chǎn)品。

為了提高鈦白粉的耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性，改善二氧化鈦在各種不同介質(zhì)中的分散性，通常要對TiO₂進(jìn)行表面處理。無機(jī)表面處理是在TiO₂粒子表面形成一層均勻的無色或白色無機(jī)氧化物膜，以堵塞TiO₂的光活化點(diǎn)，提高耐候性。有機(jī)處理是在TiO₂表面包膜一層有機(jī)氧化物膜或表面活性劑，使TiO₂粒子保持分散狀態(tài)并可以在有機(jī)介質(zhì)中更好地相容均勻地分散。對TiO₂進(jìn)行表面處理，一般先進(jìn)行無機(jī)表面處理，后進(jìn)行有機(jī)表面處理。無機(jī)表面處理的材料一般用SiO₂(二氧化硅)、Al₂0₃(氧化鋁)、ZrO(氧化鋯)、ZnO(氧化鋅)。國內(nèi)通用產(chǎn)品常見包膜方式為鋯鋁包膜，其典型包膜過程包括加熱步驟、鋯包膜步驟、鋁包膜步驟和后續(xù)水洗、有機(jī)處理、氣流粉碎步驟，也就是將經(jīng)砂磨工序粉碎合格的TiO₂料漿加熱至50℃左右，加入分散劑，調(diào)整pH，在一定時(shí)間內(nèi)一次性加入計(jì)量的硫酸鋯完成鋯包膜步驟，然后采用氫氧化鈉緩慢調(diào)整體系pH在8-11之間，并流加入偏鋁酸鈉和硫酸完成鋁包膜步驟，穩(wěn)定體系pH不變，熟化，調(diào)整料漿至中性，水洗，有機(jī)處理和氣流粉碎，得到分散性優(yōu)良的顏料級(jí)金紅石型鈦白粉。該包膜過程中的鋯包膜步驟，采用一次性加入計(jì)量的硫酸鋯，由于硫酸鋯溶液是強(qiáng)酸性，因此包膜料漿pH會(huì)從8-11的堿性環(huán)境逐步下降至1-2的酸性環(huán)境，由于金紅石型二氧化鈦的一個(gè)等電點(diǎn)在pH值為5-7之間（所謂等電點(diǎn)是指顆粒表面電位為0mv，此時(shí)顆粒間的分散無法通過靜電排斥作用達(dá)到，因此顆粒料漿將發(fā)生失穩(wěn)，絮凝，沉淀等一系列惡化分散性能的后果），因此隨著硫酸鋯的加入，在體系酸度降低而逐漸躍過等電點(diǎn)的過程中，二氧化鈦顆粒發(fā)生團(tuán)聚，后續(xù)的鋯、鋁包覆過程也僅僅是發(fā)生在二氧化鈦的團(tuán)聚體上，隨著最終團(tuán)聚體經(jīng)氣流粉碎解聚得到大量裸露，大量未經(jīng)鋁包膜處理的二氧化鈦顆粒嚴(yán)重影響到鈦白粉的分散性能和耐候性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于針對現(xiàn)有技術(shù)中不足，提供一種金紅石型鈦白粉的制備方法，它可以提高鈦白粉的分散性能和耐候性能，得到高分散、高耐候性的金紅石型鈦白粉。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：

一種高光澤金紅石型鈦白粉的制備方法，包括將經(jīng)過硫酸法或氯化法得到的鈦白粉漿料經(jīng)砂磨工序粉碎后，依次通過加熱步驟，鋯包膜步驟，鋁包膜步驟和后續(xù)水洗、有機(jī)處理、氣流粉碎步驟制得成品，其中在所述鋯包膜步驟后，本發(fā)明采用間接換熱方式將漿料降溫，然后砂磨5分鐘以上，之后再升溫至45-55℃再進(jìn)行鋁包膜。

其中，上述漿料的砂磨程度為砂磨至漿料中粒徑不大于5μm的粒子占比大于99%，以保證鈦白粉的顏料性能，因?yàn)檫^大粒徑的粒子會(huì)嚴(yán)重影響鈦白粉的顏料性能和應(yīng)用性能。

優(yōu)選的是，上述漿料砂磨時(shí)間為5-30min，既保證了漿料得到充分必要的砂磨，團(tuán)聚體充分解聚，也避免了不必要的增長砂磨時(shí)間造成能源浪費(fèi)。

優(yōu)選的是，漿料溫度最好降至40℃以下再進(jìn)行砂磨，既保證砂磨機(jī)能正常工作，也不會(huì)延長漿料的冷卻時(shí)間，降低生產(chǎn)效率。