CN100447314C

CN100447314C - 一种干法腈纶纺丝消光用钛白粉的制备方法

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Publication number: CN100447314C
Application number: CNB2006100231853A
Authority: CN
Inventors: 管爱国; 刘友志; 王庭楠; 戚声伟; 何明康; 陈守治; 李光华
Original assignee: QIANTAI HIGH TECH DEVELOPMENT Co Ltd SHANGHAI; East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2008-12-31
Anticipated expiration: 2026-01-10
Also published as: CN1858309A

Abstract

本发明公开了一种干法腈纶纺丝消光用钛白粉及其制备方法，其采用锐钛型钛白为原料，经过打浆、砂磨和分级纯化等过程以除去锐钛型钛白原料中的粗粒子和杂质离子，然后再进行致密Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>包膜，获得较好的耐候性，水洗后进行特殊配方的有机包膜，以获得在聚丙烯腈/二甲基甲酰胺(干法腈纶)纺丝溶液中的良好分散性的用作干法腈纶纺丝消光用的钛白粉。通过上述方法制备的钛白粉应用于干法腈纶体系的消光，具有良好的过滤性能和可纺性，断头率低，所得丝束强度高、白度高、可染性好。

Description

一种干法腈纶纺丝消光用钛白粉的制备方法

技术领域

本发明属于化纤钛白技术领域，涉及一种干法腈纶纺丝消光用钛白粉的制备方法。

背景技术

化学纤维具有高透明性与光泽，在纤维生产加工过程中，常加入一定量的钛白，利用钛白对光的高散射性和遮盖力，使纤维消光并获得较好的染色性、不透明性、外观和手感等。

钛白粉，学名二氧化钛(TiO₂)，是一种用途广泛的白色颜料，有金红石型，锐钛型和板钛型三种晶型。化纤消光用钛白，简称化纤钛白，一般都选用硬度较低的锐钛型钛白。

化纤钛白是一类重要的精细化工产品，生产技术复杂，对产品质量要求高。不同的化学纤维和不同的纤维制造过程对钛白的要求也不一样。化学纤维(合成纤维)主要品种有涤纶(聚酯)、腈纶、锦纶(尼龙)、丙纶(聚丙烯)、氨纶(聚氨酯)、醋酸纤维、粘胶纤维、氯纶、维纶、芳纶等。

消光钛白粉有时要在聚合前加入，如涤纶、锦纶，需经历苛刻的聚合过程，在此过程中要保持良好的分散状态、热稳定性和化学惰性，对聚合结果不产生任何副作用，有时则在聚合后加入，有时需要很高的耐光性，且不能降低纤维丝束的强度。

纺丝浆料体系有聚合物本体(熔融纺丝)、水溶液、有机溶液、水/有机复合溶液等。因此化纤钛白必须是专门化、系列化的品种，以适应不同的纤维品种和应用场合。

化纤消光对钛白粉的要求，从应用过程看可分为三个方面，一是在钛白浆料和纺丝浆料的调制阶段，主要指标是钛白粉在体系中的分散性，包括悬浮(沉降)性，粗粒子数，过滤性，储存稳定性及对研磨设备和工艺的适配性；二是在聚合阶段(聚酯、尼龙生产)，主要指标是分散性，热稳定性和化学惰性，要求钛白粉在整个聚合过程保持良好的分散，本身不发生变化(如变色)，而且对聚合过程和聚合结果(产物)无不良影响；三是对纺丝和丝束性能的影响，主要指标有纺丝满卷率(断头率)，对纺丝喷头的磨损程度，丝束的白度、光泽、色相、强度、染色性、耐光性等。总体来讲，化纤钛白的主要应用性能是白度及色相，分散稳定性(与特定体系的相容性)，光、热稳定性和化学稳定性。影响白度的因素主要有钛白粉的颗粒大小和分布，晶格组成纯度(杂质组成及含量)，表面处理；影响分散稳定性，光、热稳定性和化学稳定性的因素主要是钛白粉的煅烧处理(晶格掺杂)和表面处理，钛白粉表面特性包括表面组成及结构、极性、酸碱性、表面电荷、亲水亲油性，表面能和表面缺陷等。

腈纶是合成纤维的主要品种，属于合纤五大纶之一，干法腈纶是使用二甲基甲酰胺溶剂配制钛白浆料，再加入到聚丙烯腈的二甲基甲酰胺溶液中进行纺丝的，因此要求消光钛白粉在聚丙烯腈/二甲基甲酰胺纺丝溶液中具有良好的分散性。腈纶纤维主要用于制造服装，对耐光性也有较高的要求。

钛白粉具有较高的光活性，容易吸收紫外线发生电子跃迁，促进聚合物的氧化降解和劣变，同时钛白粉颗粒度很小(0.1-0.5μm)，表面能很大，具有较高的表面极性和亲水排油性，容易团聚，不易分散，因此必须对钛白粉进行处理。

钛白改性包括两方面，一是前处理，在水解钛液或偏钛酸中加入某些金属如锑、锰、锌、铝、钛的氧化物或磷酸盐，经过煅烧以改变钛白的晶格组成，减少晶格缺陷，抑制光化学活性，这种方法称为晶格掺杂，着重于提高钛白的耐候性；二是表面处理，又称表面包覆或表面涂层处理，这方面的研究极为活跃，分为无机包覆，有机包覆和无机/有机复合包覆，通过在钛白粉表面接枝或吸附一些特定的无机物，有机物或高分子化合物，消除表面缺陷，封闭光化学活性点，改变粉体表面特性，提高钛白粉的耐候性，分散性及其它应用性能。

在无机包覆方面，比较常用的是铝(Al₂O₃)包覆和硅(SiO₂)包覆，无机包覆的目的是在二氧化钛颗粒表面上包覆一层惰性的保护膜，使二氧化钛表面和周围介质之间建立起一道屏障，从而降低二氧化钛的光化学活性，提高二氧化钛的分散性、耐光性、耐候性和抗粉化性。

在有机包覆方面，包括很多种类，如各种有机化合物、有机硅氧烷，钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂，表面活性剂及有机高分子聚合物等，有机包覆的目的则主要是改变钛白粉表面的极性，酸碱性，表面电荷，亲水亲油性，表面能，使钛白粉在特定的应用体系中具有良好的润湿及分散性能。

有关钛白粉表面处理的专利和研究性文章有很多，例如英国专利1589070描述了一种耐候型钛白粉的生产方法，主要内容是在较短的工时内对钛白粉表面进行致密硅和致密铝包膜，从而提高生产效率和钛白粉的耐候性及耐久性。

美国专利2885366描述了在钛白粉表面进行无定形硅包膜的方法以提高耐酸性，但过程非常繁琐和冗长。

英国专利1179171描述了一种耐久性和易分散的钛白粉的工业生产方法，先包覆一层致密的无定形二氧化硅，然后沉积一层氧化铝膜，但该方法耗时也很长。

美国专利3437502描述了在钛白粉表面进行致密硅和氧化铝复合包膜以改进钛白粉的遮盖力和分散性。

美国专利3928057描述了在钛白粉表面先进行多孔性硅或铝包膜，再进行致密硅包膜从而提高耐久性和遮盖力的方法。

美国专利4125412描述了采用偏硅酸钠/盐酸或硫酸和偏铝酸钠/盐酸或硫酸在钛白粉表面进行铝硅复合包膜以提高耐久性的方法。

美国专利4416699描述了在钛白粉表面进行致密铝和疏松铝复合包膜从而提高抗粉化性和涂料光泽的方法。

美国专利4061503描述了用有机硅对钛白粉进行表面处理以提高钛白粉在涂料和塑料应用中的适配性的方法。

美国专利6528568描述了在钛白粉表面进行致密硅包膜以提高耐候性和遮盖力的方法。

上述专利涉及的内容仅是对钛白粉表面进行无机包膜或有机包膜，而不是无机/有机复合包膜，所制备的钛白粉也主要是应用于涂料工业或塑料工业，而不是化纤工业。

中国专利公告号CN1213659描述了超细钛白粉表面包覆工艺及其反应器，采用硅铝复合包膜以提高钛白粉的抗粉化性和耐候性。

中国专利(申请公开)公开号CN1271746描述了一种化纤钛白的表面处理技术及其生产方法，采用有机包膜得到一种可用于涤纶、湿法腈纶和粘胶纤维消光的钛白粉。

尽管有大量的专利和研究文章涉及钛白粉的表面处理，但是针对化纤消光用钛白粉的制备方法，却很少见诸专利，尤其适用于干法腈纶消光的钛白粉及其制备方法，尚未发现有专利报道。

发明内容

本发明人采用锐钛型钛白为原料，由于锐钛型钛白原料一般均有较多的粗粒子和杂质离子，并且容易发生团聚，故先经过打浆、砂磨和分级纯化等过程以除去锐钛型钛白原料中的粗离子和杂质离子，然后再进行致密Al₂O₃包膜，获得较好的耐候性，水洗后进行特殊配方的有机包膜，以获得在聚丙烯腈/二甲基甲酰胺(干法腈纶)纺丝溶液中的良好分散性的用作干法腈纶纺丝消光用的钛白粉。

本发明的一个目的是提供一种在聚丙烯腈/二甲基甲酰胺(干法腈纶)纺丝溶液中的良好分散性，用作干法腈纶纺丝消光用的钛白粉。

本发明的另一个目的是提供一种干法腈纶纺丝消光用的钛白粉的制备方法，该方法能使得的钛白粉在聚丙烯腈/二甲基甲酰胺(干法腈纶)纺丝溶液中具有良好的分散性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

本发明提供一种用作干法腈纶纺丝消光用的钛白粉，其具有一钛白粉核心和一包覆在所述钛白粉核心上的铝包膜以及一包覆在所述铝包膜外的有机膜。

本发明还提供一种用作干法腈纶纺丝消光用的钛白粉的制备方法，该方法包括如下工艺流程：

工艺流程：原料钛白粉打浆研磨——稀释分级——铝包覆——水洗——有机包覆——干燥、粉碎。

其主要工艺步骤如下：

1)锐钛型钛白粉原料的纯化：

将锐钛型钛白粉原料用去离子水打浆，然后进行研磨，用去离子水稀释至一定的浓度，进行粒度分级，除去＞3μm的粗颗粒及机械杂质；

2)致密铝包膜：

a)将上述经纯化的钛白粉浆料加入到反应釜，在一定温度下加入一种铝的无机酸盐，和一种碱；加完后保温陈化，陈化完后用酸或碱将浆料的pH值调节到6.0～8.0；或按下述方法进行致密铝包膜：

b)将上述经纯化的钛白粉浆料加入到反应釜，在一定温度下加入一种偏铝酸盐和一种酸；加完后保温陈化，陈化完后用酸或碱将浆料的pH值调节到6.0～8.0；

3)水洗：

用去离子水对上述得到的钛白粉浆料进行水洗，直至10％的钛白粉水分散液电阻值在2000～15000Ω·cm；

4)有机包膜：

将上述经水洗达到要求的钛白粉浆料用去离子水调整到一定的浓度，在一定温度下加入一种或数种混合的有机表面处理剂，加完后搅拌；

5)干燥、粉碎：

有机表面处理后的钛白粉浆料经干燥、粉碎即可。

在本发明的一个较好实例中，将锐钛型钛白粉原料用去离子水打浆至200～800g/l，进行研磨后用去离子水稀释至100～500g/l，采用重力沉降法或离心分级机进行粒度分级。

在本发明的一个较好实例中，在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐和一种碱或者偏铝酸盐和一种酸的温度为20～95℃。比较好的温度控制在50～85℃之间，更适宜的温度控制在65～80℃。

在本发明的一个较好实例中，在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐和一种碱或者偏铝酸盐和一种酸时，采用滴加的方式进行投料，比较好的是采用均匀滴加方式进行投料，整个滴加时间控制在0.5～12小时，最好在3～8小时。

上述方法中，通过对投料时温度和时间的控制，来保证致密铝包膜的致密性和耐候性。

在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐或偏铝酸盐的添加量为其产生的三氧化二铝的量是钛白粉重量的0.05wt～2.5wt％，最好是在0.2wt～1.5wt％；而碱量或酸量分别为和所加的铝的无机酸盐或偏铝酸盐等当量。

上述铝的无机酸盐主要选用一些水溶性比较好的铝的无机酸盐，如选用硫酸铝或硝酸铝或氯化铝的一种。

上述与铝的无机酸盐配合投放的碱比较好地是选用氢氧化钠或氢氧化钾或氨水的一种。

上述偏铝酸盐主要选用一些水溶性比较好的偏铝酸盐，如选用偏铝酸钠、偏铝酸钾。

上述与偏铝酸盐配合投放的酸比较好地是选用硫酸或盐酸或硝酸的一种。

在本发明的一个较好实例中，保温陈化的时间为0.5～10小时，比较好的为1～3小时。

在本发明的一个较好实例中，陈化后用一种酸或碱调节浆料的pH值时，酸选用硫酸或盐酸的一种，碱选用氢氧化钠或氢氧化钾的一种。

在本发明的一个较好实例中，在有机包膜时，将经水洗达到要求的钛白粉浆料用去离子水调整到浓度100～800g/l。在该实例中，加入有机表面处理剂时，钛白粉浆料的温度控制在10～70℃，比较好的温度控制在20～50℃之间，更适宜的温度控制在25～40℃。有机表面处理剂添加量为钛白粉重量的0.02wt～1.5wt％，最好是在0.1wt～1.2wt％。有机表面处理剂加完后搅拌的时间为0.2～5小时。

上述的有机表面处理剂包括含羟基化合物，有机酸及其盐、有机胺、有机酯、烷烃，硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂。

含羟基化合物包括乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三梨糖醇、椰油醇、十八醇中的一种或一种以上。

有机酸及其盐包括辛酸、月桂酸、柠檬酸、对羟基苯甲酸、十一烯酸、硬脂酸、油酸、棕榈酸及它们的盐中的一种或一种以上。

有机胺包括二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺中的一种或一种以上。

有机酯包括邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、癸二酸二正丁酯中的一种或一种以上。

烷烃包括7#白油、15#白油、石蜡油中的一种或一种以上。

硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上。

钛酸酯偶联剂包括三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、三硬脂酯基钛酸异丙酯中的一种或一种以上。

铝酸酯偶联剂包括三异丙氧基铝、乙酰丙酮铝、异丙氧基二硬脂酰铝、二异丙氧基硬脂酰铝中的一种或一种以上。

表面活性剂包括非离子表面活性剂如壬基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(15)醚、十二醇聚氧乙烯(10)醚、十二醇聚氧乙烯(20)醚、Tween20、Tween40、Span60、Span80；阴离子表面活性剂如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基聚氧乙烯(3)硫酸酯钠盐中的一种或一种以上。

含羟基或羧基的高分子聚合物及其盐包括聚乙二醇，聚乙烯醇，聚甲基丙烯酸及其钠盐、铵盐或钾盐，聚丙烯酸及其钠盐、铵盐或钾盐，聚顺丁烯二酸酐及其钠盐或钾盐中的一种或一种以上。

本发明粉碎和干燥时，可采用烘箱、带式干燥机、喷雾干燥器或旋转闪蒸干燥器等进行干燥。可采用锤式粉碎机或气流粉碎机进行粉碎。

通过上述方法制备的钛白粉应用于干法腈纶体系的消光，具有良好的过滤性能和可纺性，断头率低，所得丝束强度高、白度高、可染性好。

附图说明

图1为本发明钛白粉的结构示意图。

具体实施方式

一种用作干法腈纶纺丝消光用的钛白粉，其具有一钛白粉核心1和一包覆在所述钛白粉核心1上的铝包膜2以及一包覆在所述铝包膜2外的有机膜3。

在本发明的用作干法腈纶纺丝消光用的钛白粉中，进行致密Al₂O₃包膜，可以获得较好的耐候性，水洗后进行特殊配方的有机包膜，可以获得在聚丙烯腈/二甲基甲酰胺(干法腈纶)纺丝溶液中的良好分散性。

本发明的用作干法腈纶纺丝消光用的钛白粉采用上述方法制得，其工艺过程简单，工艺参数比较好控制。

在本发明的制备方法中，采用的铝的无机酸盐和碱或偏铝酸盐和酸；只要选择的铝的无机酸盐和碱或偏铝酸盐和酸能溶于水，不会对锐钛型钛白粉的性能产生不利影响即可，这个对本领域技术人员来说是比较容易做到的。

在本发明的制备方法中，粉碎和干燥的时间是本领域技术人员熟知的。以下通过实施例进一步说明本发明，但应理解，这些实施例只是示例性的，本发明并不局限于此。

下面示例中所用的百分数(％)皆为重量百分数。

实施例1：

在5L玻璃烧杯中加入去离子水3500g，锐钛型TiO₂ 2500g，用机械搅拌打浆分散30分钟，再在充填有氧化锆研磨珠的砂磨机中砂磨2小时，所得浆料用5L去离子水稀释，在重力沉降器中进行沉降分级，除去底部含粗颗粒浆料，取上层(90％)浆料备用。

在配备有搅拌器、回流冷凝器、高位加料槽和温度显示的10L夹套反应釜中，加入上述上层浆料5L，加热到65℃。同时向反应釜中匀速滴加15％硫酸铝溶液335g和10％氢氧化钠溶液300g，7小时加完，保温陈化4小时。冷却到35℃以下，用5％硫酸溶液和5％氢氧化钠溶液将浆料的pH值调节到7.0。

用去离子水对上述浆料进行反复洗涤、过滤，直至10％的钛白粉水分散液电阻值为10000Ω·cm。然后用去离子水将浆料打浆至550g/l，加热到70℃，依次加入5g三羟甲基乙烷、0.2g壬基酚聚氧乙烯(10)醚、0.15g15#白油、1g γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，搅拌2小时。在烘箱中烘干后用气流粉碎机粉碎。所得钛白粉具有良好的白度和耐光性，其10％DMF分散液经砂磨40分钟后，用9cm定性滤纸真空过滤50ml的时间为60秒。通过上述方法制备的钛白粉应用于干法腈纶体系的消光，具有良好的过滤性能和可纺性，断头率低，所得丝束强度高、白度高、可染性好。

实施例2：

在5m³不锈钢圆柱形槽中加入去离子水3500L，锐钛型TiO₂ 2500kg，用机械搅拌打浆分散2小时，再在充填有氧化锆研磨珠的砂磨机中砂磨3小时，所得浆料用5m³去离子水稀释，在螺旋式离心分级机中进行分级，除去含粗颗粒浓浆料，取分散的稀浆料备用。

在配备有搅拌器、回流冷凝器、高位加料槽和温度显示的10m³反应釜中，加入上述分级浆料7m³，加热到95℃。同时向反应釜中匀速滴加10％铝酸钠溶液470kg和10％硫酸溶液270kg，5小时加完，保温陈化2小时。冷却到35℃以下，用5％硫酸溶液和5％氢氧化钠溶液将浆料的pH值调节到6.0。

用去离子水对上述浆料进行反复洗涤、过滤，直至10％的钛白粉水分散液电阻值为8000Ω·cm。然后用去离子水将浆料打浆至500g/l，加热到40℃，依次加入2kg三羟甲基丙烷、0.4kg邻苯二甲酸二异辛酯、3kg γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌2小时。用喷雾干燥器干燥后用锤式粉碎机粉碎。所得钛白粉具有良好的白度和耐光性，其10％DMF分散液经砂磨40分钟后，用9cm定性滤纸真空过滤50ml的时间为30秒。通过上述方法制备的钛白粉应用于干法腈纶体系的消光，具有良好的过滤性能和可纺性，断头率低，所得丝束强度高、白度高、可染性好。

实施例3：

前面操作同实施例1。将有机处理剂换成：2g季戊四醇、1g三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、0.3g邻苯二甲酸二异丁酯、5g聚甲基丙烯酸钠。在10℃下搅拌1小时，在烘箱中烘干后用气流粉碎机粉碎。所得钛白粉具有良好的白度和耐光性，其10％DMF分散液经砂磨50分钟后，用9cm定性滤纸真空过滤50ml的时间为80秒。通过上述方法制备的钛白粉应用于干法腈纶体系的消光，具有良好的过滤性能和可纺性，断头率低，所得丝束强度高、白度高、可染性好。

实施例4：

前面操作同实施例1，将铝包膜温度换成95℃，并流滴加时间为5小时，陈化时间为30分钟。有机包膜温度为50℃，有机处理剂为：2g十二醇聚氧乙烯(20)醚、0.4g硬脂酸钠、0.3g石蜡油。所得钛白粉具有良好的白度和耐光性，其10％DMF分散液经砂磨50分钟后，用9em定性滤纸真空过滤50ml的时间为150秒。通过上述方法制备的钛白粉应用于干法腈纶体系的消光，具有良好的过滤性能和可纺性，断头率低，所得丝束强度高、白度高、可染性好。

实施例5：

前面操作同实施例1，将铝包膜温度换成20℃。将有机处理剂换成：2.7g三羟甲基丙烷、0.8g二异丙氧基硬脂酰铝、0.2g二甲基乙醇胺、2g聚丙烯酸钠。在25℃下搅拌1.5小时，在烘箱中烘干后用气流粉碎机粉碎。所得钛白粉具有良好的白度和耐光性，其10％DMF分散液经砂磨50分钟后，用9cm定性滤纸真空过滤50ml的时间为50秒。通过上述方法制备的钛白粉应用于干法腈纶体系的消光，具有良好的过滤性能和可纺性，断头率低，所得丝束强度高、白度高、可染性好。

实施例6

前面操作同实施例1。

在配备有搅拌器、回流冷凝器、高位加料槽和温度显示的10L夹套反应釜中，加入上述上层浆料5L，加热到35℃。同时向反应釜中匀速滴加15％硫酸铝溶液20g和10％氢氧化钠溶液18g，0.5小时加完，保温陈化30分钟。冷却到35℃以下，用5％硫酸溶液和5％氢氧化钠溶液将浆料的pH值调节到6.5。

用去离子水对上述浆料进行反复洗涤、过滤，直至10％的钛白粉水分散液电阻值为15000Ω·cm。然后用去离子水将浆料打浆至350g/l，加热到30℃，依次加入5g三羟甲基乙烷、0.4g三异丙氧基铝、0.05g15#白油、0.8g氨基丙基三甲氧基硅烷，搅拌3小时。在烘箱中烘干后用气流粉碎机粉碎。所得钛白粉具有良好的白度和耐光性，其10％DMF分散液经砂磨40分钟后，用9cm定性滤纸真空过滤50ml的时间为56秒。通过上述方法制备的钛白粉应用于干法腈纶体系的消光，具有良好的过滤性能和可纺性，断头率低，所得丝束强度高、白度高、可染性好。

实施例7

前面操作同实施例2。

在配备有搅拌器、回流冷凝器、高位加料槽和温度显示的10m³反应釜中，加入上述分级浆料7m³，加热到75℃。同时向反应釜中匀速滴加10％铝酸钠溶液940kg和10％硫酸溶液540kg，12小时加完，保温陈化10小时。冷却到35℃以下，用5％硫酸溶液和5％氢氧化钠溶液将浆料的pH值调节到8.0。

用去离子水对上述浆料进行反复洗涤、过滤，直至10％的钛白粉水分散液电阻值为2000Ω·cm。然后用去离子水将浆料打浆至380g/l，加热到35℃，依次加入2kg季戊四醇、3kg乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌3小时。用喷雾干燥器干燥后用锤式粉碎机粉碎。所得钛白粉具有良好的白度和耐光性，其10％DMF分散液经砂磨40分钟后，用9cm定性滤纸真空过滤50ml的时间为80秒。

Claims

1、一种用作干法腈纶纺丝消光用钛白粉的制备方法，该方法包括如下工艺流程为：原料钛白粉打浆研磨——稀释分级——铝包覆——水洗——有机包覆——干燥、粉碎。

2、如权利要求1所述的制备方法，该方法的主要工艺步骤如下：

1)锐钛型钛白粉原料的纯化：

将锐钛型钛白粉原料用去离子水打浆至浓度为200～800g/l，然后进行研磨，用去离子水稀释至100～500g/l，进行粒度分级，除去＞3μm的粗颗粒及机械杂质；

2)致密铝包膜：

a)将上述经纯化的钛白粉浆料加入到反应釜，在20～95℃下加入一种铝的无机酸盐，和一种碱；加完后保温陈化，陈化完后用酸或碱将浆料的pH值调节到6.0～8.0；或按下述方法进行致密铝包膜：

b)将上述经纯化的钛白粉浆料加入到反应釜，在20～95℃下加入一种偏铝酸盐和一种酸；加完后保温陈化，陈化完后用酸或碱将浆料的pH值调节到6.0～8.0；

3)水洗：

用去离子水对上述得到的钛白粉浆料进行水洗，直至10％的钛白粉水分散液电阻值在2000～15000Ω.cm；

4)有机包膜：

将上述经水洗达到要求的钛白粉浆料用去离子水调整到100～800g/l，在10～70℃下加入一种或数种混合的有机表面处理剂，加完后搅拌；

5)干燥、粉碎：

有机表面处理后的钛白粉浆料经干燥、粉碎即可。

3、如权利要求2所述的制备方法，其中采用重力沉降法或离心分级机进行粒度分级。

4、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐和一种碱或者偏铝酸盐和一种酸的温度为50～85℃之间。

5、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐和一种碱或者偏铝酸盐和一种酸的温度为65～80℃。

6、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐和一种碱或者偏铝酸盐和一种酸时，采用均匀滴加方式进行投料，整个滴加时间控制在0.5～12小时。

7、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐和一种碱或者偏铝酸盐和一种酸时，采用均匀滴加方式进行投料，整个滴加时间控制在3～8小时。

8、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐或偏铝酸盐的添加量为其产生的三氧化二铝的量是钛白粉重量的0.05wt～2.5wt％，碱量或酸量分别为和所加的铝的无机酸盐或偏铝酸盐等当量。

9、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐或偏铝酸盐的添加量为其产生的三氧化二铝的量是钛白粉重量的0.2wt～1.5wt％；碱量或酸量分别为和所加的铝的无机酸盐或偏铝酸盐等当量。

10、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放铝的无机酸盐为硫酸铝或硝酸铝或氯化铝的一种。

11、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放与铝的无机酸盐配合投放的碱为氢氧化钠或氢氧化钾或氨水的一种。

12、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放偏铝酸盐为偏铝酸钠或偏铝酸钾的一种。

13、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，向反应釜投放与偏铝酸盐配合投放的酸为硫酸或盐酸或硝酸的一种。

14、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，保温陈化的时间为0.5～10小时。

15、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，保温陈化的时间为1～3小时。

16、如权利要求2所述的制备方法，其中在致密铝包膜时，陈化后用一种酸或碱调节浆料的pH值时，酸选用硫酸或盐酸的一种，碱选用氢氧化钠或氢氧化钾的一种。

17、如权利要求2所述的制备方法，其中在有机包膜过程中，加入有机表面处理剂时，钛白粉浆料的温度控制在20～50℃。

18、如权利要求2所述的制备方法，其中在有机包膜过程中，加入有机表面处理剂时，钛白粉浆料的温度控制在25～40℃。

19、如权利要求2所述的制备方法，其中在有机包膜过程中，有机表面处理剂添加量为钛白粉重量的0.02wt～1.5wt％，

20、如权利要求2所述的制备方法，其中在有机包膜过程中，有机表面处理剂添加量为钛白粉重量的0.1wt～1.2wt％。

21、如权利要求2所述的制备方法，其中在有机包膜过程中，有机表面处理剂加完后搅拌的时间为0.2～5小时。

22、如权利要求2所述的制备方法，其中在有机包膜过程中，有机表面处理剂包括有机酸及其盐、有机胺、有机酯、烷烃、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。

23、如权利要求22所述的制备方法，其中有机酸及其盐包括辛酸、月桂酸、柠檬酸、对羟基苯甲酸、十一烯酸、硬脂酸、油酸、棕榈酸及它们的盐中的一种或一种以上。

24、如权利要求22所述的制备方法，其中有机胺包括二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺中的一种或一种以上。

25、如权利要求22所述的制备方法，其中有机酯包括邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、癸二酸二正丁酯中的一种或一种以上。

26、如权利要求22所述的制备方法，其中硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上。

27、如权利要求22所述的制备方法，其中钛酸酯偶联剂包括三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、三硬脂酯基钛酸异丙酯中的一种或一种以上。

28、如权利要求22所述的制备方法，其中铝酸酯偶联剂包括三异丙氧基铝、乙酰丙酮铝、异丙氧基二硬脂酰铝、二异丙氧基硬脂酰铝中的一种或一种以上。

29、如权利要求22所述的制备方法，其中表面活性剂包括非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(15)醚、十二醇聚氧乙烯(10)醚、十二醇聚氧乙烯(20)醚、Tween20、Tween40、Span60、Span80；所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基聚氧乙烯(3)硫酸酯钠盐中的一种或一种以上。

30、如权利要求22所述的制备方法，其中含羟基或羧基的高分子聚合物及其盐包括聚乙二醇，聚乙烯醇，聚甲基丙烯酸及其钠盐、铵盐或钾盐，聚丙烯酸及其钠盐、铵盐或钾盐

聚顺丁烯二酸酐及其钠盐或钾盐中的一种或一种以上。

31、如权利要求2所述的制备方法，其中粉碎和干燥时，采用烘箱、带式干燥机、喷雾干燥器或旋转闪蒸干燥器进行干燥；采用锤式粉碎机或气流粉碎机进行粉碎。