CN101864200B - 油性涂料用钛白粉有机包膜技术 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种针对提高钛白粉在油性树脂中分散速度和稳定性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，通过湿法(以工业乙醇为稀释剂，将有机硅材料与钛白粉进行混合)或干法(利用雷蒙磨或气流粉碎机)等粉碎设备作用于钛白粉粒子，对钛白粉进行表面改性处理。能够显著提高钛白粉在油性树脂中的分散速度和分散稳定性，改善钛白粉在油性涂料中的耐温性能。本发明具有操作简单、制作方便、反应条件温和，无环境污染、成本低的优点。
Description
技术领域
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，从而提高其在油性涂料生产体系中的加工方便性(主要是磨浆分散时间)和储存安定性(主要是颜料返粗程度)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，使用者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，更把后续加工性能当做钛白粉质量好坏的主要评价标准。在油性涂料的具体生产中，钛白粉的理化指标和颜料是作为基础门槛。在满足这个基础门槛后，油性涂料制造商主要考察加工性能指标，主要是磨浆分散时间。因为磨浆分散工序是油性涂料制造工艺的关键瓶颈工序，也是耗时最长的工序，磨浆时间的长短直接决定着油性涂料制造商的生产效率。要想达到优异的加工性能，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易气泡、不耐高温，容易黄变，加工性能(主要磨浆时间)和储存性能(主要是颜料返粗程度)差等问题，用其处理后的钛白粉无法用于生产高档油性涂料。
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，得到具有高分散稳定性的钛白粉的方法。
具体实施方式
我们通过如下的技术方案来实现上述目的：
1.将适量的工业乙醇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1-50cst的，含有氨基、甲基丙烯酰氧基、烷基的三甲氧基或三乙氧基硅烷的一种或几种的硅烷复配物。
其分子结构为：
1、烷基硅烷偶联剂
CnH2n+1 Si(OC2H5)3或CnH 2n+1Si(OCH3)3 n＝1-10
2、甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂
CH2CH(CH3)C(O)O CnH2n+1 Si(OC2H5)3或CH2CH(CH3)C(O)O CnH 2n+1 Si(OCH3)3n＝1-5
3、氨基硅烷偶联剂
NH2C n H 2n+1 Si(OC2H5)3或NH2CnH 2n+1Si(OCH3)3或
NH2CH2CH2NH2CnH 2n+1 Si(OC2H5)3或NH2CH2CH2NH2CnH 2n+1Si(OCH3)3n＝1-5
实施例1
取100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入2克三羟甲基丙烷(TMP)，搅拌至三羟甲基丙烷完全溶解，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入2克粘度为1-50cst的烷基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入2克粘度为1-50cst的氨基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入2克粘度为1-50cst的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入1克粘度为1-50cst的烷基硅烷偶联剂和1克粘度为1-50cst的氨基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入1克粘度为1-50cst的烷基硅烷偶联剂和1克粘度为1-50cst的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入1克粘度为1-50cst的氨基硅烷偶联剂和1克粘度为1-50cst的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入1克粘度为1-50cst的烷基硅烷偶联剂和0.5克粘度为1-50cst的氨基硅烷偶联剂以及0.5克粘度为1-50cst的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入0.5克粘度为1-50cst的烷基硅烷偶联剂和1克粘度为1-50cst的氨基硅烷偶联剂以及0.5克粘度为1-50cst的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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100毫升工业乙醇加入到带有高速搅拌装置的1000毫升的玻璃烧杯中，开动搅拌，加入0.5克粘度为1-50cst的烷基硅烷偶联剂和0.5克粘度为1-50cst的氨基硅烷偶联剂以及1克粘度为1-50cst的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂，再缓慢加入200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110度的烘箱中烘烤4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
把制得的钛白粉分别按下述配方进行混合，
合成脂肪酸树脂I： 100克
钛白粉： 100克
1、分散性能检测
在高速搅拌机下将按上述配方配制的钛白粉与树脂进行高速搅拌(3000转/分)30-120分钟后，测刮板细度，以检测钛白粉在树脂中的分散难易程度。
检测结果如下：
2、耐温性检测
将制得的钛白粉和数值的混合物，在120、140、160、180、200、220温度下分别烘烤5分钟，观察其色调变化，记录其开始变色失光的温度。
| 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 |
| 耐温性(不变色失光) | 180℃ | 180℃ | 220℃ | 180℃ | 200℃ | 180℃ | 220℃ | 180℃ | 200℃ | 180℃ | 200℃ |
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，能够显著提高钛白粉在树脂中的分散性能(缩短钛白粉在树脂中的磨浆时间)和改善钛白粉在油性涂料使用中的耐温性。
Claims (1)
1.一种提高钛白粉在油性涂料中的分散性和耐温性的有机表面处理方法，其特征是：先将适量粘度的特殊有机硅材料加入到适量工业乙醇中，再加入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110度的烘箱中烘烤4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；
所述有机硅材料为含有烷基的三甲氧基或三乙氧基硅烷的一种或两种的硅烷复配物，分子式分别为：
CnH2n+1Si(OCH3)3或CnH2n+1Si(OC2H5)3 n＝1-10
有机硅材料的用量为：0.5-1.5％；
所述钛白粉是未经任何有机处理但已经进行了硅铝无机包膜的硫酸法金红石型钛白粉。
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