[發明專利]二氧化鈦產品

有效

• 申請號: 201780048295.1
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN109689576B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: J·L·愛德華茲;J·羅布;J·坦珀利;R·M·埃文斯
• 申請（專利權）人: 維納特材料英國有限公司
• 主分類號: C01G23/047
• 分類號: C01G23/047
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李振東;過曉東

本發明提供一種選自二氧化鈦、摻雜的二氧化鈦及其混合物的顏料顆粒材料，其中所述顆粒材料的平均晶體尺寸為0.3?0.5微米，并且晶體尺寸分布使得40重量％或更多的顆粒材料具有0.3?0.5微米的晶體尺寸，并且其中平均粒徑與平均晶體尺寸的比例為1.25或更小。所述顏料材料可用于包含分散在載體中的顏料材料的組合物中，從而為所述組合物提供改進的不透明度。

發明領域

本發明一般涉及二氧化鈦顆粒及其特別是在薄膜中的用途。

背景技術

二氧化鈦(TiO₂)通常被視為商業中的主要白色顏料。它具有極高的折光指數，可忽略的顏色并且是惰性的。二氧化鈦在市場中通常以兩種主要多晶型物中的任一種而存在，銳鈦礦或金紅石；對于大多數商業應用而言，金紅石是理想的形式。

眾所周知，二氧化鈦可在油漆、紙張、塑料、陶瓷，油墨等中用作遮光劑。

有兩種主要的制備原料顏料二氧化鈦的方法：硫酸鹽方法和氯化方法。硫酸鹽方法基于鈦鐵礦或二氧化鈦渣在濃硫酸中的消化。在除去作為硫酸鐵的鐵以后，將溶液加熱并用水進行稀釋。鈦會水解，形成硫酸氧鈦沉淀物，將其進一步處理以生產TiO₂顏料。氯化方法依賴于低鐵、含鈦礦石或中間產物的碳-氯化反應以形成TiCl₄，然后TiCl₄進行氣相氧化。

通過分散體的pH調節，二氧化鈦可以從含二氧化鈦的分散體中絮凝和/或沉淀出來。通過任何已知方法而獲得的二氧化鈦的整理方法可以包括一種或多種：干磨、濕磨、分級、過濾、洗滌、干燥、蒸汽微粉化和包裝。通常而言，在商業方法中，總是將二氧化鈦分散體進行研磨和微粉化以實現所需的粒度分布。

常規金紅石TiO₂的平均(平均)晶體尺寸為0.17-0.29μm，而常規銳鈦礦型TiO₂的平均(平均)晶體尺寸為0.10-0.25μm。

晶體尺寸與粒徑不同。粒徑取決于顏料在其使用系統中分散的有效性。

粒徑由諸如晶體尺寸和研磨技術的因素而決定，例如，干、濕或結合研磨。常規金紅石TiO₂的粒徑為0.25-0.35μm，而常規銳鈦礦型TiO₂的粒徑為0.15-0.30μm。如果使用的技術使得晶體“聚集”在一起，則可以產生更大的粒徑。

市售的二氧化鈦通常具有150-350nm(0.15-0.35μm)的平均粒徑。

對于大多數油漆，通常接受平均粒徑(可使用Brookhaven BI-XDC X-射線盤式離心機系統而測定)應為0.29-0.32微米，幾何標準偏差小于1.45。如技術人員應理解，粒徑分布的模式化為對數正態分布。這同樣適用于晶體尺寸分布。

可以使用Brookhaven BI-XDC X射線盤式離心機系統(XDC)按如下而測定粒徑分布：將干燥的TiO₂材料(0.92克)與0.625gpl硅酸鈉溶液(16.80克)和去離子水(5.28克)在Bosch研磨罐中進行混合，得到約4％固體的稀釋懸浮液。用兩滴氫氧化鈉溶液(20gpl)而將pH調節至10-10.5。然后使用Bosch高速葉輪而將樣品劇烈研磨10分鐘。該方法設計用于代表大多數油漆和油墨生產中所使用的機械能。

如上所述，TiO₂晶體尺寸分布和粒徑分布在性質上傾向于對數正態。與正態分布值相比，在分布曲線是對稱的情況下，對數正態分布在大側具有長尾的分布曲線。然而，對于這種對數正態分布，若相對于尺寸的對數而繪制顆粒的頻率，則獲得對稱的分布曲線。正態分布的特征在于算術重量標準偏差，其中68重量％的晶體/顆粒位于“平均值+1標準偏差”和“平均值-1標準偏差”之間。相反，對數正態分布的特征在于幾何重量標準偏差(GWSD)，其中68重量％的晶體/顆粒位于“平均值x 1標準偏差”和“平均值/1標準偏差”之間。