CN102051073A - 表面改性的钛白粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供表面改性的钛白粉及其制备方法，它将二氧化钛粉配成质量浓度为5～20%的水溶液，在其中加入六偏磷酸钠，再加入水溶性硅化合物，使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面，在温度为80～100℃条件下，加入铝盐包膜剂，同时保持混合料浆的pH为8.5～11，使钛白粉均匀分散，经水洗、抽滤、烘干、研磨后，得表面改性的钛白粉产品。通过本发明可使钛白粉颗粒表面包覆一层无机物，即将硅、铝离子同时附着在钛白粉表面，从而降低钛白粉表面活性，增加钛白粉分散性，提高钛白粉白度。本发明方法简单易行、成本低、无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面改性的钛白粉及其制备方法，具体说是在钛白粉表面包覆了一层无机物，从而改善钛白粉的分散性、耐候性和白度，属于粉末材料加工技术领域。
背景技术
钛白粉因其化学性质稳定以及良好的白度、着色力、遮盖力和耐热性等特点，被广泛的应用于颜料如涂料、橡胶、塑料、造纸等行业，同时还作为光催化剂、光电电池、紫外线屏蔽剂等被广泛应用。未经表面处理的钛白粉表面一般被极性基团（如-OH）所包覆，所以钛白粉容易因极性吸附或吸潮而产生团聚，很难在其他体系中分散。因此对钛白粉进行包覆是非常重要的。随着国民经济的高速发展，钛白粉需求量也不断上升。我国钛白粉产能虽大但产品质量不高，与国外知名企业的产品差距很大。所以研制一种能够生产高品质钛白粉的方法是十分必要的。
对钛白粉表面进行改性处理的的影响因素很多，如包覆剂的选择、加入量、加入顺序、加入速度、pH值、温度、反应时间等都对粉体的性质有很大的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面包覆有硅、铝氧化物或氢氧化物保护层的二氧化钛粉体，使包覆后的二氧化钛粉体具有更好的分散性、白度和耐候性。
本发明通过下列技术方案完成：一种表面改性的钛白粉，其特征在于经过下列步骤制得：
A、将二氧化钛粉加入水中，配成质量浓度为5～20%的水溶液；
B、在步骤A的水溶液中，按二氧化钛粉质量的0.05～0.2%的量，加入六偏磷酸钠，并调节溶液pH至9～11,搅拌1～3小时，得混合浆料；
C、在步骤B的混合浆料中，加入水溶性硅化合物至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的1～10%，调节溶液pH至8～11，使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面；
D、在温度为80～100℃条件下，向步骤C的混合浆料中加入浓度为40～100g/L的铝盐包膜剂，直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的1～5%，搅拌反应2～5小时，直至铝盐完全水解，同时保持混合料浆的pH为8.5～11，使钛白粉均匀分散；
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后，得表面改性的钛白粉产品。
所述步骤C中的硅化合物为硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙中的一种或几种，其中，硅酸钠的加入量控制在其碱金属离子浓度为0.1～0.3mol/L。
所述铝盐包膜剂为硫酸铝、铝酸钠或偏铝酸钠中的一种或几种，使混合料浆中的Al2O3 浓度为40～100g/L。
本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，可在钛白粉颗粒表面包覆一层无机物，即将硅、铝离子同时附着在钛白粉表面，从而降低钛白粉表面活性，增加钛白粉分散性，提高钛白粉白度。本发明方法简单易行、成本低、无污染。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提供的表面改性的钛白粉，经过下列步骤制得：
A、将二氧化钛粉加入水中，配成质量浓度为5%的水溶液；
B、在步骤A的水溶液中，按二氧化钛粉质量的0.05%的量，加入六偏磷酸钠，并调节溶液pH至9,搅拌1小时，得混合浆料；
C、在步骤B的混合浆料中，加入水溶性硅酸钠至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的1%，调节溶液pH至8，使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面；
D、在温度为80℃条件下，向步骤C的混合浆料中加入浓度为40g/L的硫酸铝包膜剂，直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的1%，搅拌反应2小时，直至铝盐完全水解，同时保持混合料浆的pH为8.5，使钛白粉均匀分散；
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后，得表面改性的钛白粉产品。
实施例2
本发明提供的表面改性的钛白粉，经过下列步骤制得：
A、将二氧化钛粉加入水中，配成质量浓度为20%的水溶液；
B、在步骤A的水溶液中，按二氧化钛粉质量的0.2%的量，加入六偏磷酸钠，并调节溶液pH至11,搅拌3小时，得混合浆料；
C、在步骤B的混合浆料中，加入水溶性硅酸钾至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的10%，调节溶液pH至11，使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面；
D、在温度为100℃条件下，向步骤C的混合浆料中加入浓度为100g/L的铝酸钠包膜剂，直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的5%，搅拌反应5小时，直至铝盐完全水解，同时保持混合料浆的pH为11，使钛白粉均匀分散；
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后，得表面改性的钛白粉产品。
实施例3
本发明提供的表面改性的钛白粉，经过下列步骤制得：
A、将二氧化钛粉加入水中，配成质量浓度为10%的水溶液；
B、在步骤A的水溶液中，按二氧化钛粉质量的0.1%的量，加入六偏磷酸钠，并调节溶液pH至9,搅拌2小时，得混合浆料；
C、在步骤B的混合浆料中，加入水溶性硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的5%，调节溶液pH至9，使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面；
D、在温度为90℃条件下，向步骤C的混合浆料中加入浓度为50g/L的硫酸铝、铝酸钠和偏铝酸钠包膜剂，直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的3%，搅拌反应3小时，直至铝盐完全水解，同时保持混合料浆的pH为9，使钛白粉均匀分散；
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后，得表面改性的钛白粉产品。
实施例4
本发明提供的表面改性的钛白粉，经过下列步骤制得：
A、将二氧化钛粉加入水中，配成质量浓度为12%的水溶液；
B、在步骤A的水溶液中，按二氧化钛粉质量的0.15%的量，加入六偏磷酸钠，并调节溶液pH至9,搅拌2小时，得混合浆料；
C、在步骤B的混合浆料中，加入水溶性硅酸钠、硅酸钙至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的5%，调节溶液pH至9，使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面；
D、在温度为90℃条件下，向步骤C的混合浆料中加入浓度为50g/L的硫酸铝、偏铝酸钠包膜剂，直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的3%，搅拌反应3小时，直至铝盐完全水解，同时保持混合料浆的pH为9，使钛白粉均匀分散；
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后，得表面改性的钛白粉产品。
Claims (3)
1.一种表面改性的钛白粉，其特征在于经过下列步骤制得：
A、将二氧化钛粉加入水中，配成质量浓度为5～20%的水溶液；
B、在步骤A的水溶液中，按二氧化钛粉质量的0.05～0.2%的量，加入六偏磷酸钠，并调节溶液pH至9～11,搅拌1～3小时，得混合浆料；
C、在步骤B的混合浆料中，加入水溶性硅化合物至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的1～10%，调节溶液pH至8～11，使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面；
D、在温度为80～100℃条件下，向步骤C的混合浆料中加入浓度为40～100g/L的铝盐包膜剂，直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的1～5%，搅拌反应2～5小时，直至铝盐完全水解，同时保持混合料浆的pH为8.5～11，使钛白粉均匀分散；
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后，得表面改性的钛白粉产品。
2.如权利要求1所述的表面改性的钛白粉，其特征在于所述步骤C中的硅化合物为硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙中的一种或几种，其中，硅酸钠的加入量控制在其碱金属离子浓度为0.1～0.3mol/L。
3.如权利要求1所述的表面改性的钛白粉，其特征在于所述铝盐包膜剂为硫酸铝、铝酸钠或偏铝酸钠中的一种或几种，使混合料浆中的Al2O3 浓度为40～100g/L。
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