CN102031023A - 煅烧高岭土基复合钛白粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有高白度和高遮盖性能的煅烧高岭土基复合钛白粉的制备方法。所述方法包括如下步骤完成：(1)将煅烧高岭土制成浓度为20％-50％的浆液，其中表面改性剂为草酸的浓度为0.5％-10％；(2)将浆料洗涤、过滤、干燥得到改性粉体；将改性粉体与金红石型钛白粉以质量比50-90∶50-10，混合，加水配制成浓度为15％-30％的浆液，进行湿法球磨；球磨速度为150～300r/min，球磨时间为3～5h；(3)湿法球磨后的混合物料进行干燥，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；取出冷却后粉碎，得到煅烧高岭土基复合钛白粉。本发明方法可获得较高品质的复合钛白粉产品，拓宽煅烧高岭土的应用领域。工艺易操作、成本低、无污染，便于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种白色粉体颜料的制备方法，特别是具有高白度和高遮盖性能的复合钛白粉白色粉体颜料的制备方法。
背景技术
钛白粉以结晶二氧化钛为主要成分，结晶二氧化钛远高于其它无机物的折射率使钛白粉具有最强的遮盖能力从而成为最佳的白色颜料。钛白粉已形成具有相当规模的化工制造产业，并作为重要的工业原料在涂料、塑料、造纸、油墨和陶瓷等众多领域形成了广泛应用。钛白粉生产和消费中存在的问题主要有：(1)资源消耗过多，成本居高不下。钛白粉的制造要消耗大量的优质钛资源(品位高、酸溶性好)，另外钛白粉的生产因水洗除杂还需耗费大量的水，每生产1吨钛白粉将消耗上百吨的水；晶化焙烧还消耗大量的能源。钛矿石、能源和水资源的过大消耗导致钛白粉制造成本始终居高不下。(2)环境污染严重，治理再增成本。钛白粉生产中的环境污染一直是其发展的主要困扰问题，这使得钛白粉的成本进一步加大。(3)应用需求强劲，供需矛盾凸显。(4)价格持续上扬，制约应用行业。钛白粉生产中成本增大和应用行业的旺盛需求导致了其价格的不断上扬，这使得涂料等钛白消费产业产品成本增加、负担加重，这些行业的发展也因此受到极大制约。
要解决以上问题，最有效的途径之一无疑是制备与钛白性能相似且成本低廉的钛白代用品，全部或较大比例取代钛白粉并加以应用，这已经成为国内外许多学者关注和研究的重点。
在钛白代用品方面可做的工作无非两个方向，一是将现有中低档白色颜料改性升级，二是将白色体质颜料改性升级，相对而言前者更易，但所涉及的原材料为锌、锑、钡，它们本身就严重地受到有限资源的困扰，因此产品附加值低。后者难度颇大，这是因为体质颜料折射率低，且多透明，原料本身的性质就决定了遮盖力低的弱点，但其丰富的资源量吸引着人们从中寻求契机。由于世界上还没有发现在折射率、遮盖性、色调和光稳定性等主要指标上与结晶TiO2相同或相当接近的物质，因此，钛白代用品材料至少是在目前并非是由单一物质构成的颜料质材料，而是指由结晶TiO2和其它材料构成的复合体或复合材料。
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、工艺简单的煅烧高岭土基复合钛白粉及其制备方法。本发明就是以煅烧高岭土作为基体，对其进行表面改性，运用机械化学包覆的方法制备出复合钛白粉体，以达到替代钛白粉的目的。本发明的目的在于提供一种以煅烧高岭土为基体的复合钛白粉的制备方法，解决目前其他同类产品性能不佳且工艺冗繁的问题。
本发明提供了如下技术方案：一种煅烧高岭土基复合钛白粉，包括有煅烧高岭土及金红石型钛白粉，煅烧高岭土与金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10，煅烧高岭土的蓝白光度为90-95。
本发明中还包括有辅助材料，辅助材料为与煅烧高岭土混合的表面改性剂。
其中，表面改性剂为草酸，煅烧高岭土、金红石型钛白粉及草酸的质量比为50-90∶50-10∶0.5-10。
本发明以煅烧高岭土与普通金红石型钛白粉为原料，辅以适量表面改性剂，在煅烧高岭土基体表面包覆钛白粉颗粒从而得到复合钛白粉，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白度与遮盖力。
一种煅烧高岭土基复合钛白粉的制备方法，其步骤如下：
1)制浆：将煅烧高岭土制成浓度为20％-50％的浆液；
2)混合：将步骤1的浆液与表面改性剂混合；
3)洗涤、过滤、干燥：将步骤2得到的混合物洗涤至中性，然后过滤、干燥；
4)湿法球磨：将金红石型钛白粉与步骤3得到的粉体混合，用水后配制成浓度为15％-30％的浆液，进行湿法球磨；
5)干燥：将步骤4湿法球磨后的混合物料进行干燥；
6)高温煅烧：将步骤5干燥后的物料置入高温炉中进行高温煅烧。
其中，步骤1与草酸混合，草酸的浓度为0.5％-10％。
步骤4的混合物料经湿法球磨时的球磨速度为150～300r/min，球磨时间为3～5h，步骤6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。
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。
具体实施方式
一种煅烧高岭土基复合钛白粉，包括有煅烧高岭土及金红石型钛白粉，煅烧高岭土与金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10，煅烧高岭土的蓝白光度为90-95，煅烧高岭土颗粒粒度在2000目以上。
在本发明实施例中，还可添加对煅烧高岭土表面进行改性的改性剂，该改性剂为草酸，草酸与煅烧高岭土、金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10∶0.5-10，而且草酸的浓度为0.5％-10％。
如图1所示的本发明的制备方法，具体步骤如下：
1)制浆：将煅烧高岭土制成浓度为20％-50％的浆液；
2)混合：将步骤1的浆液与表面改性剂混合；
3)洗涤、过滤、干燥：将步骤2得到的混合物洗涤至中性，然后过滤、干燥；
4)湿法球磨：将金红石型钛白粉与步骤3得到的粉体混合，用水后配制成浓度为15％-30％的浆液，进行湿法球磨；
5)干燥：将步骤4湿法球磨后的混合物料进行干燥；
6)高温煅烧：将步骤5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，选用的物料为煅烧高岭土及金红石型钛白粉，煅烧高岭土粒度为2000目，蓝光白度约为90。配制0.5％的草酸溶液500ml，加入100g煅烧高岭土，配成浆料，搅拌反应3h，反应完成后将将浆料水洗至中性、抽滤后烘干，得到改性粉。称取上述的改性粉90g，与10g金红石型钛白粉混合，加水配制成15％的浆料，把浆料转移到球磨罐中，于150r/min下球磨3h。反应结束后，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(检测结果见表1，标号样品1)。
在发明实施例2中，选用的物料为煅烧高岭土及金红石型钛白粉，煅烧高岭土粒度为4000目，蓝光白度约为93。配制2.5％的草酸溶液500ml，加入100g煅烧高岭土，配成浆料，搅拌反应3h，反应完成后将将浆料水洗至中性、抽滤后烘干，得到改性粉。称取上述的改性粉70g，与30g金红石型钛白粉混合，加水配制成30％的浆料，把浆料转移到球磨罐中，于250r/min下球磨3h。反应结束后，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(检测结果见表1，标号样品2)。
在发明实施例3中，选用的物料为煅烧高岭土及金红石型钛白粉，煅烧高岭土粒度为8000目，蓝光白度约为95。配制10％的草酸溶液500ml，加入100g煅烧高岭土，配成浆料，搅拌反应3h，反应完成后将将浆料水洗至中性、抽滤后烘干，得到改性粉。称取上述的改性粉50g，与50g金红石型钛白粉混合，加水配制成20％的浆料，把浆料转移到球磨罐中，于300r/min下球磨4h。反应结束后，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(检测结果见表1，标号样品3)。
在发明实施例4中，选用的物料为煅烧高岭土及金红石型钛白粉，煅烧高岭土粒度为4000目，蓝光白度约为93。配制5％的草酸溶液500ml，加入100g煅烧高岭土，配成浆料，搅拌反应3h，反应完成后将将浆料水洗至中性、抽滤后烘干，得到改性粉。称取上述的改性粉65g，与35g金红石型钛白粉混合，加水配制成30％的浆料，把浆料转移到球磨罐中，于200r/min下球磨3h。反应结束后，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(检测结果见表1，标号样品4)。
表1各复合钛白粉样品的性能检测结果
Claims (6)
1.一种煅烧高岭土基复合钛白粉，其特征在于：包括有煅烧高岭土及金红石型钛白粉，煅烧高岭土与金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10，煅烧高岭土的蓝白光度为90-95。
2.根据权利要求1所述的煅烧高岭土基复合钛白粉，其特征在于：还包括有辅助材料，辅助材料为与煅烧高岭土混合的表面改性剂。
3.根据权利要求2所述的煅烧高岭土基复合钛白粉，其特征在于：所述的表面改性剂为草酸，煅烧高岭土、金红石型钛白粉与草酸的质量比为50-90∶50-10∶0.5-10。
4.一种煅烧高岭土基复合钛白粉的制备方法，其步骤如下：
1)制浆：将煅烧高岭土制成浓度为20％-50％的浆液；
2)混合：将步骤1的浆液与表面改性剂混合；
3)洗涤、过滤、干燥：将步骤2得到的混合物洗涤至中性，然后过滤、干燥；
4)湿法球磨：将金红石型钛白粉与步骤3得到的粉体混合，用水后配制成浓度为15％-30％的浆液，进行湿法球磨；
5)干燥：将步骤4湿法球磨后的混合物料进行干燥；
6)高温煅烧：将步骤5干燥后的物料置入高温炉中进行高温煅烧。
5.根据权利要求4所述的煅烧高岭土基复合钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤1与草酸混合，草酸的浓度为0.5％-10％。
6.根据权利要求4或5所述的煅烧高岭土基复合钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤4的混合物料经湿法球磨时的球磨速度为150～300r/min，球磨时间为3～5h，步骤5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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