CN105001680B - 钛白粉无机包膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以钛化合物为原料的钛白粉无机包膜方法。该方法向分散好的钛白粉浆料中加入含钛溶液熟化，然后并流加入含钛溶液和能沉淀Ti4+的包膜剂继续包膜，得到高水分散性和高水性遮盖力的钛白粉产品。本发明方法可有效提高包膜剂在二氧化钛的表面沉积的均匀性和致密性，同时可解决磷酸钛包覆工艺中的包浆问题，有效改善其过滤性能。

Description

钛白粉无机包膜方法
技术领域
本发明涉及一种钛白粉无机表面处理的方法，尤其涉及一种以钛化合物为原料的钛白粉无机包膜方法。
背景技术
钛白粉，主要成分为二氧化钛的白色颜料。其广泛用于涂料、塑料、造纸、油墨和化纤等领域。由于二氧化钛特别是金红石型二氧化钛具有光催化活性，未经表面处理的二氧化钛，在使用过程中会催化降解与之接触的有机成分，是涂料产生失光及粉化脱落等现象，严重降低产品的各种性能和使用寿命。因此，必须对二氧化钛进行表面包膜改善其耐候性、化学稳定性，进行有机处理提高其在不同介质中的分散和流变性能。
无机包膜是提高钛白粉产品物理化学性能的重要措施。目前的包膜采用的方法基本为沉淀法，其基本原理是通过控制体系pH，使包膜剂以一定速率沉淀在二氧化钛颗粒表面。但是，目前尚未有以钛化合物为原料的钛白粉无机包膜方法。
发明内容
[要解决的技术问题]
本发明的目的是解决上述现有技术的问题，提供一种钛白粉无机包膜方法。本发明的方法是以钛的化合物为原料，本发明的方法可明显提高产品的性能，获得高水分散性和高水性遮盖力的钛白粉。
[技术方案]
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
本发明通过并流加入含钛溶液和能沉淀Ti4+的包膜剂溶液可有效提高包膜剂在二氧化钛的表面沉积的均匀性和致密性，包膜剂以含钛化合物或氧化物混合物的形式沉淀在二氧化钛的表面，从而提高产品的遮盖力、水分散性，并显著提升了浆料的洗涤性能。
一种钛白粉无机包膜方法，它包括以下步骤：
(1)取未处理的金红石型钛白粉用脱盐水制成浓度为220～380g/L的浆料，调节浆料温度为50～90℃，然后加入分散剂搅拌均匀；
(2)加入含钛溶液，所述含钛溶液加入量为钛白粉质量的0.1～0.5％，熟化30～60min；所述含钛溶液的加入量和钛白粉的质量均以TiO2质量计；本步骤中加入的含钛溶液的pH值为2.5～4.0
(3)并流加入与步骤(2)相同的含钛溶液和能沉淀Ti4+的包膜剂溶液，控制浆料pH值在1.5～4.5范围内，熟化60min；
(4)再次加入包膜剂包膜，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎，得到高水分散性钛白粉产品。
本发明更进一步的技术方案，在步骤(1)中，所述钛白粉用脱盐水制成浓度为280～300g/L的浆料，调节浆料温度为60～70℃。
本发明跟进一步的技术方案，所述含钛溶液为水溶性或醇溶性的物质。
本发明的一个优选实施方案，所述含钛溶液为硫酸氧钛、四氯化钛、二氯氧钛、钛酸丁酯中的一种或两种的混合溶液。
本发明更进一步的技术方案，在步骤(3)中，所述能沉淀Ti4+的包膜剂溶液为含PO4 3-的水溶性物质。
本发明的一个优选实施方案，在步骤(3)中，所述能沉淀Ti4+的包膜剂溶液为磷酸二氢铵、磷酸、磷酸钠、磷酸氢二铵、六偏磷酸钠中的一种或几种的混合溶液。
本发明更进一步的技术方案，在步骤(3)中，所述含钛溶液的加入量为所述钛白粉质量的0.3～1.5％。
下面将详细地说明本发明。
一种钛白粉无机包膜方法，它包括以下步骤：
(1)取未处理的金红石型钛白粉用脱盐水制成浓度为220～380g/L的浆料，调节浆料温度为50～90℃，然后加入分散剂搅拌均匀；本发明中所述的分散剂是本领域中常用的分散剂，该步骤是为了获得分散均匀的钛白粉浆料。
(2)加入含钛溶液，所述含钛溶液加入量为钛白粉质量的0.1～0.5％，熟化30～60min；所述含钛溶液的加入量和钛白粉的质量均以TiO2质量计；
(3)并流加入与步骤(2)相同的含钛溶液和能沉淀Ti4+的包膜剂溶液，控制浆料pH值在1.5～4.5范围内，熟化60min；
在步骤(3)中通过并流含钛溶液和能沉淀Ti4+的包膜剂溶液，可有效提高包膜剂在二氧化钛的表面沉积的均匀性和致密性。包膜剂会以含钛化合物或氧化混合物的形式沉积在二氧化钛的表面。在控制包膜剂量的前提下，可明显提高产品的性能，包括分散性、遮盖力。由于使用了并流技术，可以有效的解决磷酸钛包覆工艺中的包浆问题，有效改善其过滤性能。
(4)再次加入包膜剂包膜，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎，得到高水分散性钛白粉产品。
在步骤(4)中加入的包膜剂为不同于步骤(3)的包膜剂如氧化铝等包膜剂，所述包膜剂的包膜技术是现有的技术，是需要将浆料pH值调节至7.0～7.8，然后熟化反应120min。该步骤进一步的增强了钛白粉的性能。
本发明更进一步的技术方案，在步骤(1)中，所述钛白粉用脱盐水制成浓度为280～300g/L的浆料，调节浆料温度为60～70℃。合适浓度和温度的浆料是钛白粉无机包膜技术完成的前提。
本发明跟进一步的技术方案，所述含钛溶液为水溶性或醇溶性的物质。
本发明的一个优选实施方案，所述含钛溶液为硫酸氧钛、四氯化钛、二氯氧钛、钛酸丁酯中的一种或两种的混合溶液。本发明中使用的含钛溶液是作为包膜剂使用的。
本发明更进一步的技术方案，在步骤(3)中，所述能沉淀Ti4+的包膜剂溶液为含PO4 3-的水溶性物质。
本发明的一个优选实施方案，在步骤(3)中，所述能沉淀Ti4+的包膜剂溶液为磷酸二氢铵、磷酸、磷酸钠、磷酸氢二铵、六偏磷酸钠中的一种或几种的混合溶液。
本发明通过加入合适量的含PO4 3-的能沉淀Ti4+的包膜剂溶液，可控制步骤(3)浆料的pH值在1.5～4.5范围内。
本发明更进一步的技术方案，在步骤(3)中，所述含钛溶液的加入量为所述钛白粉质量的0.3～1.5％。
[有益效果]
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
本发明制备得到的金红石型钛白粉产品具有高水性遮盖力和高水分散性，得到的金红石型钛白粉产品的水分散性在97％以上、水性遮盖力在99％以上。
本发明的制备方法显著提升了浆料的洗涤性能，有效提高包膜剂在二氧化钛的表面沉积的均匀性和致密性，解决磷酸钛包覆工艺中的包浆问题，有效改善其过滤性能。并且本发明的方法可直接在现有的硫酸法钛白粉生产线上实施应用，可在行业内推广。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
下述含钛溶液的加入量和钛白粉的质量均以TiO2质量计。
实施例1：
取1000g未后处理的金红石钛白初品，用脱盐水打浆，打浆后的钛白粉浆料浓度为280g/L，加入分散剂后将钛白粉浆料加热至60℃；
加入TiOCl2溶液，TiOCl2溶液的质量与钛白粉的质量比为0.2：100，熟化30min；并流加入TiOCl2、磷酸钠溶液，其中，TiOCl2的加入量为浆料中钛白粉质量的1.5％，控制浆料pH在1.5～4.5范围内，熟化60min；
然后进行水合氧化铝包覆。
将上述溶液过滤、洗涤、干燥、粉碎，得到钛白粉产品。检测钛白粉水分散性为97.5％，水性遮盖力为99.5％。
实施例2
取1000g未后处理的金红石钛白初品，用脱盐水打浆，打浆后的钛白粉浆料浓度为280g/L，加入分散剂后，将钛白粉浆料加热至60℃；
加入钛酸丁酯溶液，钛酸丁酯溶液的质量与钛白粉的质量比为0.2：100，熟化30min；并流加入钛酸丁酯溶液、六偏磷酸钠溶液，其中，钛酸丁酯的加入量为浆料中钛白粉质量的1.5％，控制浆料pH在1.5～4.5范围内，熟化60min；
然后进行水合氧化铝包覆。
将上述溶液过滤、洗涤、干燥、粉碎，得到钛白粉产品。检测钛白粉水分散性为97.6％，水性遮盖力为99.3％。
实施例3
取1000g未后处理的金红石钛白初品，用脱盐水打浆，打浆后的钛白粉浆料浓度为300g/L，加入分散剂后，将钛白粉浆料加热至65℃；
加入TiOSO4溶液，TiOSO4溶液的质量与钛白粉的质量比为0.2：100，熟化30min；并流加入TiOSO4、磷酸钠溶液，其中，TiOSO4的加入量为浆料中钛白粉质量的1.2％，控制浆料pH在2.5～4.0范围内，熟化60min；
然后进行水合氧化铝包覆。
将上述溶液过滤、洗涤、干燥、粉碎，得到钛白粉产品。检测钛白粉水分散性为98.2％，水性遮盖力为99.4％。
综上所述，本发明采用含钛溶液、含磷溶液作包膜剂，包膜剂以磷酸钛或者是水合物的形式沉积在二氧化钛的表面，从而提高产品的遮盖力、水分散性，并显著提升了浆料的洗涤性能。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (5)

1.一种钛白粉无机包膜方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)取未处理的金红石型钛白粉用脱盐水制成浆料，调节浆料温度，然后加入分散剂搅拌均匀；
(2)加入含钛溶液，所述含钛溶液加入量为钛白粉质量的0.1～0.5％，熟化30～60min；所述含钛溶液的加入量和钛白粉的质量均以TiO2质量计；
(3)并流加入与步骤(2)相同的含钛溶液和能沉淀Ti4+的包膜剂溶液，控制浆料pH值在1.5～4.5范围内，熟化60min；
(4)再次加入包膜剂包膜，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎，得到高水分散性钛白粉产品；
在步骤(1)中，所述钛白粉用脱盐水制成浓度为280～300g/L的浆料，调节浆料温度为60～70℃；
在步骤(3)中，所述含钛溶液的加入量为所述钛白粉质量的0.3～1.5％；
所述步骤(4)中加入的包膜剂为不同于步骤(3)的包膜剂，步骤(4)中加入的包膜剂为氧化铝。
2.根据权利要求1所述的钛白粉无机包膜方法，其特征在于所述含钛溶液为水溶性或醇溶性的物质。
3.根据权利要求2所述的钛白粉无机包膜方法，其特征在于所述含钛溶液为硫酸氧钛、四氯化钛、二氯氧钛、钛酸丁酯中的一种或两种的混合溶液。
4.根据权利要求1所述的钛白粉无机包膜方法，其特征在于在步骤(3)中，所述能沉淀Ti4+的包膜剂溶液为含PO4 3-的水溶性物质。
5.根据权利要求4所述的钛白粉无机包膜方法，其特征在于在步骤(3)中，所述能沉淀Ti4+的包膜剂溶液为磷酸二氢铵、磷酸、磷酸钠、磷酸氢二铵、六偏磷酸钠中的一种或几种的混合溶液。
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