CN101624481B - 色母粒钛白粉有机包膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种针对制造色母粒用钛白粉的有机表面处理方法，其特征是使用一种或多种有机硅材料复配物，通过气流粉碎机作用于钛白粉粒子，对钛白粉进行表面处理。能够显著改善钛白粉在制造塑料色母粒过程中的不耐高温，易黄变，分散性不佳的缺点。本发明具有操作简单、制作方便、反应条件温和，无二次污染，成本低的优点。

Description

色母粒钛白粉有机包膜方法
发明领域
本发明属于钛白粉的有机表面改性方法，更具体说对钛白粉进行有机包裹，从而提高其在塑料色母粒生产体系中的耐黄变性和加工方便性(主要是塑化时间、平衡转矩、平衡温度和12min消耗机械功)的方法。
背景技术
钛白粉作为一种被广泛使用的高档白色颜料，除了对二氧化钛含量、PH值、电阻率、粒径大小、水分、金红石含量等理化指标以及对耐候性、消色力、白度、遮盖力、亮度等颜料性能指标有具体而严格的要求外，后续加工性能已日益受到生产厂家和用户的重视。在塑料色母粒的具体生产中，钛白粉的颜料性能指标和加工性能所占的比重远远高于理化指标所占的比重。要想达到优异的颜料指标和加工性能，必须对钛白粉进行有机包膜处理。
通常的有机包膜主要采用NPG(新戊二醇)、聚乙二醇、TMP(三羟甲基丙烷)、TME(三羟甲基乙烷)等各种带羟基或水解后产生羟基的醇类或烷类有机物。但这些有机物都不同程度存在不耐高温，容易黄变，加工性能(主要是塑化时间和平衡温度)差等问题，用其处理后的钛白粉无法用于生产高浓色母粒和耐高温色母粒。
发明内容
本发明是提出采用一种特殊的有机硅材料，对钛白粉进行有机包膜处理，得到具有高分散性、耐黄变性和高加工性能的钛白粉的方法。
我们通过如下的技术方案来实现上述目的：
1.将适量去离子水加入到带有高速搅拌装置的处理槽中，开动搅拌。
2.将计量的特殊的有机硅材料加入到处理槽中。
3.缓慢添加计量的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理20-30分钟；
4.将钛白粉浆料进行烘干，再进行气流粉碎，制得所需的钛白粉产品。
其中所述的特殊有机硅材料为粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷，(其分子式为：(CH3)3SiO[SiO(CH3)2]nSi(CH3)3，n＝15-50；)羟基封端的聚硅氧烷，(其分子式为：(HO)(CH3)2SiO[SiO(CH3)2]nSi(CH3)2(OH)，n＝15-50；)含活性氢的聚硅氧烷(其分子式为：(CH3)3SiO[SiO(H)(CH3)]nSi(CH3)3，n＝15-50；)中的一种或几种的复配物。
具体实施方式
实施例1
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例2
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入10克三羟甲基丙烷(TMP)，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例3
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入5克粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例4
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入5克粘度为50-1000cst的羟基封端的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例5
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入5克粘度为50-1000cst的含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例6
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入3克粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷和2克含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例7
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入3克粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷和2克含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例8
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入3克粘度为50-1000cst的羟基封端的聚硅氧烷和2克含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例9
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入3克粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷、1克羟基封端的聚硅氧烷和1克含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例10
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入5克粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷和5克含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例11
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入5克粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷和5克含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例12
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入5克粘度为50-1000cst的羟基封端的聚硅氧烷和5克含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
实施例13
取300毫升去离子水加入到带有高速搅拌装置的2000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入5克粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷、5克羟基封端的聚硅氧烷和5克含活性氢的聚硅氧烷，再缓慢加入1000克的钛白粉(钛白粉为已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉)，进行打浆处理30分钟；将钛白粉在120℃的烘箱中烘烤2小时，冷却后将钛白粉用小型气流粉碎机进行粉碎，制得所需的钛白粉样品。
性能检测
把制得的钛白粉按下述配方进行性能的测试。
钛白粉：     70％
增白剂：     0.02％
分散剂：     4％
高压PE：     26％
附图说明
1.加工性能图表
指标   实例1(空白样) 实例2(TMP)   实例3   实例4   实例5   实例6   实例7   实例8   实例9   实例10   实例11   实例12   实例13
  塑化时间(min)   6.50   5.70   5.50   5.50   5.60   5.50   5.50   5.50   5.20   5.30   5.20   5.30   5.00
  平衡温度(℃)   220℃   210℃   205℃   205℃   205℃   202℃   203℃   202℃   203℃   201℃   202℃   202℃   200℃
  平衡转矩(g·m) 1658 1610 1588 1578 1590 1590 1589 1588 1580 1560 1558 1560 1550
  12min消耗机械功(kg·m) 27.5 24.5 22.5 22.8 23.0 22.5 22.8 22.8 23.0 22.2 22.0 22.2 21.5
2.耐黄变性图表
将制得的色母粒，在160、180、200、220温度下分别烘烤5分钟，观察其色调变化。
指标   实例1(空白样)   实例2(TMP)   实例3   实例4   实例5   实例6   实例7   实例8   实例9   实例10   实例11   实例12   实例13
  抗黄变性(不变色失光)   180℃   180℃   200℃   200℃   180℃   200℃   200℃   200℃   200℃   220℃   220℃   220℃   220℃
由上述的实验结果可以看出，采用本发明的有机处理方法对钛白粉进行表面有机包膜，能够显著改善钛白粉在色母粒生产中的耐黄变性和加工性能。

Claims (1)

1.一种色母粒用钛白粉的有机包膜处理方法，其是通过如下步骤实现的：
1)将适量去离子水加入到带有高速搅拌装置的处理槽中，开动搅拌；
2)将计量的特殊的有机硅材料加入到处理槽中；
3)缓慢添加计量的钛白粉，进行打浆处理20-30分钟，所述钛白粉是已经经过硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉；
4)将钛白粉浆料进行烘干，再进行气流粉碎，制得所需的钛白粉产品；
其中所述的特殊有机硅材料为：粘度为50-1000cst的甲基封端的聚硅氧烷，其分子式为：(CH3)3SiO[SiO(CH3)2]nSi(CH3)3，n＝15-50；羟基封端的聚硅氧烷，其分子式为：(HO)(CH3)2SiO[SiO(CH3)2]nSi(CH3)2(OH)，n＝15-50；含活性氢的聚硅氧烷，其分子式为：(CH3)3SiO[SiO(H)(CH3)]nSi(CH3)3，n＝15-50；以上聚硅氧烷中的一种或几种的复配物；
所述烘干步骤是将钛白粉浆料置于120℃的烘箱中恒温烘烤2小时；
所述气流粉碎采用压缩空气型和蒸汽型气流粉碎机进行。
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