CN101851437B - 叶蜡石基复合钛白粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粉体颜料，特别涉及一种叶蜡石基复合钛白粉及其制备方法。本发明提供了如下技术方案：一种叶蜡石基复合钛白粉，包括有叶蜡石及金红石型钛白粉，叶蜡石与金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10，叶蜡石的蓝白光度为75-84。通过采用上述技术方案，提供了一种成本低廉、工艺简单的叶蜡石基复合钛白粉及其制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉体颜料，特别涉及一种叶蜡石基复合钛白粉及其制备方法。
背景技术
钛白粉(TiO2)是用途极为广泛的化工原料之一，主要用于涂料、塑料、造纸工业以及搪瓷、橡胶、油墨和纺织、化纤、化妆品等行业，由于其具有高遮盖力、高白度、高消色力以及高的光洁度和强耐候性，同时还具备化学惰性、无毒、对人体无害等性能，因而成为迄今为止性能最好的白色颜料。但目前，钛白粉颜料生产中存在着两个主要问题：一，钛白粉生产中钛资源短缺；二，传统的钛白粉的制备过程产生较大的环境污染。与此同时，单一的钛白粉在应用中的问题是成本高，且用于外墙的涂料容易变色、耐酸雨性能差、易粉化剥落。
随着社会工业化步伐的加速，钛白粉需求量与日俱增，钛白粉的供需矛盾显得尤为突出。为此，钛白粉的代用品的合成已成为必然。钛白粒子的颜料性能主要是通过光学性能体现，光学性能主要取决于TiO2粒子的表面性能，而粒子的内核则没有发挥应有的作用。
目前，常用的复合钛白粉的包覆制备工艺，较多使用的是白色矿物粉体如碳酸钙、高岭土、煅烧高岭土和重晶石等为包核基体，晶体TiO2为包膜物，在湿法超细研磨体系中，通过粒-粒包覆改性方式，实现TiO2在包核基体表面的反应包覆和改性修饰，或采用钛盐溶液先进行无机镀膜改性，经漂洗后在回转窑中进行较长时间的高温晶化焙烧，由此制备了具有颜料二氧化钛性质的白色矿物粉体-TiO2复合白色颜料。
上述工艺制备的复合钛白粉具有良好的遮盖力，但其工艺过于冗繁，用电能耗大，设备投资成本较高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种成本低廉、工艺简单的叶蜡石基复合钛白粉及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种叶蜡石基复合钛白粉，包括有叶蜡石及金红石型钛白粉，叶蜡石与金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10，叶蜡石的蓝白光度为75-84。
本发明中还包括有辅助材料，辅助材料为与叶蜡石混合的改性剂。
其中，改性剂为硬脂酸钠，叶蜡石、金红石型钛白粉及硬脂酸钠的质量比为50-90∶50-10∶0.5-2.5。
本发明以叶蜡石粉体与普通金红石型钛白粉为原料，辅以适量表面改性剂，在叶蜡石基体表面包覆钛白粉颗粒从而得到复合粉体，叶蜡石的市场价较低，而且借用少量的金红石型钛白粉便生产出更多的复合钛白粉，降低了投资成本，同时也提高了复合钛白粉的产量；制备出的复合钛白粉具有良好的遮盖力。
一种叶蜡石基复合钛白粉的制备方法，其步骤如下：
1)制浆：将叶蜡石制成浓度为15％-35％的浆液；
2)混合：将步骤1的浆液与改性剂混合；
3)湿法球磨：将金红石型钛白粉与步骤2混合后的物料进行湿法球磨；
4)干燥：将步骤3湿法球磨后的混合物料进行干燥；
5)高温煅烧：将步骤4干燥后的物料置入高温炉中进行高温煅烧。
其中，步骤1与硬脂酸纳混合，硬脂酸纳的浓度为0.5％-2.5％。
步骤2的混合物料经过湿法球磨后，对步骤2混合的物料进行洗涤及过滤。
步骤2的混合物料经湿法球磨时的球磨速度为200～300r/min，球磨时间为1～5h，步骤4干燥的物料置入高温炉中的煅烧温度为700～900℃，煅烧时间1～3h。
本发明的制备方法生产工艺简单，能耗低，可行性较强，且生产出的复合钛白粉白度较高、遮盖力很强，其遮盖力已经与金红石型钛白粉相当。需要说明的是，本发明中添加洗涤工序是为了去除球磨后物质中存在的杂质，从而提高最后制品的纯度。另外，增加过滤工序则是为了提高制品的干燥速度，同时防止物质处于干燥过程中结块。
下面结合附图及具体实施方式对发明作进一步描述：
附图说明
图1为本发明制备工艺流程图；
图2为本发明的不同颜料检测结果示意框图。
具体实施方式
一种叶蜡石基复合钛白粉，包括有叶蜡石及金红石型钛白粉，叶蜡石与金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10，叶蜡石的蓝白光度为75-84，叶蜡石粉粒为100-2000目。
在本发明实施例中，还可添加对叶蜡石表面进行改性的改性剂，该改性剂可为硬脂酸钠，也可为硬脂酸，硬脂酸钠与叶蜡石及金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10∶0.5-2.5，硬脂酸与叶蜡石及金红石型钛白粉的质量比也为50-90∶50-10∶0.5-2.5。而且硬脂酸及硬脂酸钠的浓度同为0.5％-2.5％。
如图2所示的本发明的制备方法，具体步骤如下：
1)制浆：将叶蜡石制成浓度为15％-35％的浆液；
2)混合：将步骤1的浆液与改性剂混合；
3)湿法球磨：将金红石型钛白粉与步骤2混合后的物料进行湿法球磨；
4)干燥：将步骤3湿法球磨后的混合物料进行干燥；
5)高温煅烧：将步骤4干燥后的物料置入高温炉中进行高温煅烧。
在发明实施例1中，选用的物料为叶蜡石及金红石型钛白粉，叶蜡石粒度为800目，主要成分是硅铝氧化物，蓝光白度约为83。称取70g叶蜡石于200g水中，配成浆料，并转入三口烧瓶中搅拌反应3h。反应同时称取50g金红石型钛白粉于球磨罐中，备用。待混合浆料反应3h结束后，即刻转移到上述球磨罐中，于250r/min下球磨2h。反应结束后，漂洗、过滤、干燥、研磨破碎成粉体，800℃焙烧2h。冷却后，进行复合钛白粉体性能检测(检测结果见图2，标号Sample-1)。
本发明中实施例2中，选用的物料为叶蜡石、金红石型钛及硬脂酸钠，叶蜡石粒度为2000目，主要成分是硅铝氧化物，蓝光白度约为84。称取5g硬脂酸钠溶于200g水中，硬脂酸钠完全溶解后称取70g叶蜡石于其中，配成浆料，并转入三口烧瓶中搅拌反应4h。反应同时称取30g金红石型钛白粉于球磨罐中，备用。待混合浆料反应4h结束后，即刻转移到上述球磨罐中，于250r/min下球磨5h。球磨结束后，漂洗、过滤、干燥、研磨破碎成粉体，700℃焙烧2h。冷却后，进行复合钛白粉体性能检测(检测结果见图2，标号Sample-2)。
在本发明实施例3中，选用的物料为叶蜡石、金红石型钛及硬脂酸钠，叶蜡石粒度为100目，主要成分是硅铝氧化物，蓝光白度约为75。称取1g硬脂酸钠溶于200g水中，硬脂酸钠完全溶解后称取70g叶蜡石于其中，配成浆料，并转入三口烧瓶中搅拌反应2h。反应同时称取7g金红石型钛白粉于球磨罐中，备用。待混合浆料反应2h结束后，即刻转移到上述球磨罐中，于300r/min下球磨3h。球磨结束后，漂洗、过滤、干燥、研磨破碎成粉体，800℃焙烧3h。冷却后，进行复合钛白粉体性能检测(检测结果见图2，标号Sample-3)。
在本发明实施例4中，选用的物料为叶蜡石、金红石型钛及硬脂酸，叶蜡石粒度为325目，主要成分是硅铝氧化物，蓝光白度约为80。称取2g硬脂酸溶于200g水中，硬脂酸完全溶解后称取70g叶蜡石于其中，配成浆料，并转入三口烧瓶中搅拌反应3h。反应同时称取20g金红石型钛白粉于球磨罐中，备用。待混合浆料反应3h结束后，即刻转移到上述球磨罐中，于200r/min下球磨5h。球磨结束后，漂洗、过滤、干燥、研磨破碎成粉体，900℃焙烧1h。冷却后，进行复合钛白粉体性能检测(检测结果见图2，标号Sample-4)。
Claims (10)
1.一种叶蜡石基复合钛白粉，其特征在于：包括有叶蜡石及金红石型钛白粉，叶蜡石与金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10，叶蜡石的蓝白光度为75-84。
2.根据权利要求1所述的叶蜡石基复合钛白粉，其特征在于：还包括有辅助材料，辅助材料为与叶蜡石混合的改性剂。
3.根据权利要求2所述的叶蜡石基复合钛白粉，其特征在于：所述的改性剂为硬脂酸钠，叶蜡石、金红石型钛白粉及硬脂酸钠的质量比为50-90∶50-10∶0.5-2.5。
4.根据权利要求2所述的叶蜡石基复合钛白粉，其特征在于：所述的改性剂为硬脂酸，叶蜡石、金红石型钛白粉及硬脂酸的质量比为50-90∶50-10∶0.5-2.5。
5.一种叶蜡石基复合钛白粉的制备方法，其步骤如下：
1)制浆：将叶蜡石制成浓度为15％-35％的浆液；
2)混合：将步骤1的浆液与改性剂混合；
3)湿法球磨：将金红石型钛白粉与步骤2混合后的物料混合后进行湿法球磨；
4)干燥：将步骤3湿法球磨后的混合物料进行干燥；
5)高温煅烧：将步骤4干燥后的物料置入高温炉中进行高温煅烧。
6.根据权利要求5所述的叶蜡石基复合钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的改性剂为硬脂酸钠，硬脂酸钠的浓度为0.5％-2.5％。
7.根据权利要求5所述的叶蜡石基复合钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的改性剂为硬脂酸，硬脂酸的浓度为0.5％-2.5％。
8.根据权利要求5或6或7所述的叶蜡石基复合钛白粉的制备方法，其特征在于：将步骤3的湿法球磨后物料进行洗涤及过滤，然后再进行步骤4的干燥。
9.根据权利要求5或6或7所述的叶蜡石基复合钛白粉的制备 方法，其特征在于：步骤3中混合物料进行湿法球磨的速度为200-300r/min，球磨时间为1～5h，步骤4干燥的物料置入高温炉中的煅烧温度为700～900℃，煅烧时间1～3h。
10.根据权利要求8所述的叶蜡石基复合钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤3中混合物料进行湿法球磨的速度为200-300r/min，球磨时间为1～5h，步骤4干燥的物料置入高温炉中的煅烧温度为700～900℃，煅烧时间1～3h。
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