CN102492311A - 一种钛白粉的连续无机包膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛白粉的连续无机包膜装置，所述钛白粉的连续无机包膜装置包括：第一混料装置，用于混合钛白粉和第一无机包膜物质；第一超声装置，使得混合后的浆料均匀分散并且均匀包覆；第一熟化装置，对包膜后的钛白粉进行熟化；第二混料装置，用于混合包覆有第一无机包膜物质的钛白粉和第二无机包膜物质；第二超声装置，使得混合后的浆料均匀分散并且均匀包覆；第二熟化装置，对包膜后的钛白粉进行熟化，其中，在钛白粉包膜过程中，钛白粉依次经过第一混料装置、第一超声装置、第一熟化装置、第二混料装置、第二超声装置和第二熟化装置。利用本发明的连续无机包膜装置，可以使包膜层均匀包覆在二氧化钛表面，从而提高钛白产品的应用性能。

Description

一种钛白粉的连续无机包膜装置
技术领域
本发明涉及一种钛白粉的无机包膜装置，更具体地讲，本发明涉及一种钛白粉的连续无机包膜装置。
背景技术
钛白粉作为一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、油墨等领域。未经表面处理的钛白粉表面带有许多羟基，极性较大，在有机介质中容易团聚，并产生沉降，其分散性和分散稳定性很差，其次未经表面处理的钛白粉由于本身的晶格缺陷，其耐候性和化学稳定性均较差。因此，钛白粉尤其是金红石型钛白粉，一般通过表面无机包膜来提高钛白粉的耐候性和其它应用性能，钛白粉表面无机包膜的效果直接影响产品的最终应用性能。
目前，国内所有钛白行业的无机包膜均采用间歇式包膜方式，其主要工艺步骤如下：首先，将包膜浆料打入包膜罐，稀释至要求的浓度并加热至包膜所需温度，然后在一定时间加入包膜物质A，熟化一定时间后，加入包膜物质B，熟化一定时间后调节浆料pH值，再熟化一定时间后包膜结束。然而，目前间歇式无机包膜工艺存在几个难点，其一是整个包膜过程在包膜罐中进行，包膜物质均匀加入包膜浆料中，由于包膜罐体较大，包膜物质加入后与包膜浆料的混合不够均匀，包膜浆料的本身分散性不够，难以实现包膜的均匀性，影响产品质量；其二，由于为间歇式罐体包膜，为了保证包膜质量，一般包膜周期为10～12小时，耗时较长，影响设备产能。
钛白粉表面无机包膜的一个核心点是包膜过程中包覆的均匀性，包括包膜过程中包膜浆料的均匀分散以及包膜过程中包膜浆料与包膜物的均匀混合和包覆。钛白粉表面无机包膜的均匀性直接影响到钛白产品的耐候性、分散性等主要应用性能，包膜均匀性较差，产品耐候性低，分散性差。
因此，开发钛白粉连续无机包膜工艺，提高钛白产品应用性能，缩短包膜周期，对钛白行业发展具有重要的促进意义。目前，国内外尚无钛白粉连续无机包膜控制装置的报道和介绍。
发明内容
为了解决现有技术中的以上问题，本发明提供了一种钛白粉的连续无机包膜装置，所述钛白粉的连续无机包膜装置包括：第一混料装置，用于混合钛白粉和第一无机包膜物质；第一超声装置，使得混合后的浆料均匀分散并且均匀包覆；第一熟化装置，对包膜后的钛白粉进行熟化；第二混料装置，用于混合包覆有第一无机包膜物质的钛白粉和第二无机包膜物质；第二超声装置，使得混合后的浆料均匀分散并且均匀包覆；第二熟化装置，对包膜后的钛白粉进行熟化，其中，在钛白粉包膜过程中，钛白粉依次经过第一混料装置、第一超声装置、第一熟化装置、第二混料装置、第二超声装置和第二熟化装置。
可选地，所述连续无机包膜装置还可以包括连接在第一混料装置和第一熟化装置之间的第一pH检测装置以及连接在第二混料装置和第二熟化装置之间的第二pH检测装置。
优选地，所述连续无机包膜装置还可以包括加热装置，所述加热装置对第一熟化装置和第二熟化装置进行加热。优选地，所述连续无机包膜装置还包括加热装置，所述加热装置对进入第一混料装置之前的钛白粉预加热。
优选地，所述加热装置为通过蒸汽或热水进行换热的换热装置。
优选地，所述第一熟化装置和第二熟化装置可以为螺旋式管道。
利用本发明的连续无机包膜装置，可以使包膜层均匀包覆在二氧化钛表面，从而提高钛白产品的应用性能。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它特征及优点对于本领域普通技术人员将变得更清楚，在附图中：
图1是根据本发明的钛白粉的连续无机包膜装置的框图；
图2是根据本发明的钛白粉的连续无机包膜装置的示意图；
图3是利用根据本发明的钛白粉的连续无机包膜装置制备的钛白产品的粒度分布图；
图4是根据本发明的利用钛白粉的连续无机包膜装置制备的钛白产品的能谱扫描图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述根据本发明的钛白粉的连续无机包膜装置。
参照图1，根据本发明的钛白粉的连续无机包膜装置包括混料装置、pH检测仪、超声装置、熟化装置以及熟化储罐。
根据本发明，首先将待处理的钛白粉引入混料装置中，此时，将包膜物质A及对应的中和物质也加入混料装置中。根据本发明，当包膜物质A为硫酸锆时，对应的中和物质可以为氢氧化钠；当包膜物质A为硅酸钠时，对应的中和物质可以为硫酸。根据本发明，包膜物质A与其对应的中和物质可以互换。
在该混料装置中，采用包膜物质A对待处理的钛白粉进行包膜。此后，采用pH检测仪检测浆料的pH值，并且根据检测的pH值来调节加入的中和物质的量。此处，浆料的pH值优选为4.0～10.0。
然后，利用超声装置对钛白粉进行超声分散，以实现连续加料后浆料的均匀分散以及包膜物质A的均匀包覆。此后，浆料进入熟化装置，优选地，采用加热装置对熟化装置加热，以使熟化装置保持在50℃～90℃。优选地，浆料在熟化装置中停留40分钟～240分钟。
接下来，经过第一次包膜处理的浆料进入下一个混料装置中，并且将包膜物质B及对应的中和物质加入该混料装置中。根据本发明，当包膜物质B为偏铝酸时，对应的中和物质可以为硫酸；当包膜物质B为硫酸铝时，对应的中和物质可以为氢氧化钠。根据本发明，包膜物质B与其对应的中和物质可以互换。
在本发明中，本领域技术人员可以根据需要使用各种包膜物质A和包膜物质B，而不限于以上提出的包膜物质。
与第一次包膜处理的过程类似，在该混料装置中，采用包膜物质B对待处理的钛白粉进行包膜。此后，采用pH检测仪检测浆料的pH值，并且根据检测的pH值来调节加入的中和物质的量。此时，浆料的pH值优选为4.0～10.0。
然后，利用超声装置对钛白粉进行超声分散，以实现连续加料后浆料的均匀分散以及包膜物质B的均匀包覆。此后，浆料进入熟化装置，优选地，采用加热装置对熟化装置加热，以使熟化装置保持在50℃～90℃。优选地，浆料在熟化装置中停留40分钟～240分钟。
经过第一次包膜处理和第二次包膜处理的浆料最后进入熟化储槽，完成了钛白粉的包膜过程。
在上述包膜处理过程中，优选地，采用加热装置对处理前的钛白粉浆料进行预热，以使包膜过程中钛白浆料的温度恒定。
参照图2，根据本发明，待处理的钛白粉浆料经过恒流泵1后，将包膜物质A及其对应的中和物质加入待处理的包膜浆料中。待处理的包膜浆料依次经过pH检测仪2和超声装置3，然后进入熟化管道4并在熟化管道4中进行熟化。
此后，向经过第一次包膜处理的浆料中加入包膜物质B及其对应的中和物质，并依次经过pH检测仪2和超声装置3，然后进入熟化管道4进行熟化。经过两步包膜处理的浆料进入熟化储罐5。
根据本发明，超声装置可以均为管道的形式，并且超声装置可以为在管道外部设置有超声设备的管道。
另外，根据本发明，熟化装置可以为螺旋式管道，以满足浆料所需的停留时间。此外，可以在熟化装置的外部设置加热装置，从而实现熟化过程中物料所需的温度。另外，加热装置可以为采用蒸汽或热水等方式与熟化装置换热的换热装置。
在下文中，将参照具体实施例来描述采用本发明的钛白粉的连续无机包膜装置进行包膜的方法。
实施例1
将钛白粉浆料稀释至300g/L，通过加热装置加热至60℃。将包膜浆料、包膜物质A(硅酸钠)及其对应的中和物质(硫酸)通过计量泵加入至混料装置中，钛白粉浆料的流速为50mL/min，包膜物质A的流速为12.0mL/min。
钛白粉浆料进入pH检测仪，通过控制中和物质硫酸的流速将包膜体系的pH值控制为9.0。然后，物料进入超声装置超声分散后进入熟化装置，在熟化装置停留40min，温度保持60℃。
接下来，包膜物质B(偏铝酸)及其对应的中和物质(硫酸)通过计量泵进入下一个混料装置，与包膜浆料混合，包膜物质B流速为4.5mL/min。此后，物料进入pH检测仪，通过控制中和物质的流速将包膜体系的pH值控制为9.0。
然后，物料进入超声装置超声分散后进入熟化装置，在熟化装置停留60min，温度保持60℃，包膜结束，进入包膜熟化储罐，经洗涤、干燥、气流粉碎后得到钛白产品。
根据实施例1制备的钛白粉的产品粒度分布见图3。由图3可知，所得钛白粉产品的平均粒径为288nm，半峰宽为66.5nm，峰1的峰值粒径为273nm，多分散指数为0.217，这表明所得钛白粉产品的粒度分布均匀，产品分散性好。
图4示出了根据实施例1制备的钛白粉产品的能谱扫描图。由图4可知，能谱扫描各点均存在包膜物质A和包膜物质B，且包膜物质在各点的量均相近，说明产品包膜均匀，耐候性好。
因此，在钛白生产中采用根据本发明的连续无机包膜装置，可以使包膜层均匀包覆在二氧化钛表面，从而提高钛白产品的应用性能。
以上实施例仅出于解释和说明的目的，本发明的范围不限于上述具体实施例。在不脱离权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对此进行各种修改和改变。

Claims (6)

1.一种钛白粉的连续无机包膜装置，其特征在于所述钛白粉的连续无机包膜装置包括：
第一混料装置，用于混合钛白粉和第一无机包膜物质；
第一超声装置，使得混合后的浆料均匀分散并且均匀包覆；
第一熟化装置，对包膜后的钛白粉进行熟化；
第二混料装置，用于混合包覆有第一无机包膜物质的钛白粉和第二无机包膜物质；
第二超声装置，使得混合后的浆料均匀分散并且均匀包覆；
第二熟化装置，对包膜后的钛白粉进行熟化，其中，在钛白粉包膜过程中，钛白粉依次经过第一混料装置、第一超声装置、第一熟化装置、第二混料装置、第二超声装置和第二熟化装置。
2.根据权利要求1所述的钛白粉的连续无机包膜装置，其特征在于所述连续无机包膜装置还包括连接在第一混料装置和第一熟化装置之间的第一pH检测装置以及连接在第二混料装置和第二熟化装置之间的第二pH检测装置。
3.根据权利要求1所述的钛白粉的连续无机包膜装置，其特征在于所述连续无机包膜装置还包括加热装置，所述加热装置对第一熟化装置和第二熟化装置进行加热。
4.根据权利要求1所述的钛白粉的连续无机包膜装置，其特征在于所述连续无机包膜装置还包括加热装置，所述加热装置对进入第一混料装置之前的钛白粉预加热。
5.根据权利要求3或4所述的钛白粉的连续无机包膜装置，其特征在于所述加热装置为通过蒸汽或热水进行换热的换热装置。
6.根据权利要求1所述的钛白粉的连续无机包膜装置，其特征在于所述第一熟化装置和第二熟化装置为螺旋式管道。
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