CN107418255B - 食品级二氧化钛制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种食品级专用二氧化钛的制备方法，制备步骤包括：(1)二氧化钛粒径的筛选；(2)去除原料中的杂质；(3)对二氧化钛表面的氧化；(4)二氧化钛的有机包膜；(5)洗涤获得产品。所述二氧化钛产品纯度高，使用安全，且亲油性好，可以更好的应用于食品生产中。

Description

食品级二氧化钛制备方法
技术领域：
本发明涉及食品添加剂领域，具体的，涉及一种食品级二氧化钛及其制备方法。
背景技术：
二氧化钛被认为是世界上性能最好的一种白色颜料，具有较高的遮盖力、耐候性、消色力等，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等精细化工行业。
在作为食品添加剂中时，有时需要与一些有机溶剂相混溶，但是，二氧化钛粉末本身是强极性物质，在有机溶剂中不易分散，无法适用于部分食品、药品制造及高档化妆品制造。另一方面，二氧化钛的粒径越小，消色力越强，但是尺寸过小会使其分散性和稳定性受到影响。同时，未经处理的二氧化钛表面有光化学活性，可使其周围的有机物发生降解，产生粉化现象，进一步影响了其应用。
为解决以上技术问题，通常采用的方法是在二氧化钛的表面进行有机包覆，使产品在有机溶剂中达到最大程度的分散，扩大二氧化钛的应用范围。
CN101920992A中公开了一种食品级二氧化钛的制备方法，通过氧化掉二氧化钛分子中的亲水键，使其具有亲油性，这虽然避免了包膜对于二氧化钛白度的影响。但二氧化钛表面光化学活性较强的技术问题依然没有解决。
CN104140692A中公开了一种疏水效果好的改性纳米二氧化钛及其制备方法，通过添加氧化性等无机防水成分以及聚氨基甲酸酯等有机防水成分，改变纳米二氧化钛的表面性质，制备出的纳米二氧化钛粉体不仅具有很好的疏水性,而且具有优异的光稳定性。但该技术方案中加入多种无机添加剂，影响二氧化钛在食品中的安全性，同时，采用搅拌研磨的方式难以使多种成分充分混匀，因此该技术方案对二氧化钛表面的改性效果不充分。
CN1631926A中公开了一种草莓型有机-无机纳米复合微球的制备方法，通过将二氧化硅表面包覆有机聚合物，从而提高无机粒子的强度和硬度，但是，采用该方法制备的微球，无机粒子含量较低，导致无机粒子的性质表现的不突出。
发明内容
有鉴于此，提出本发明。
在应用于食品的二氧化钛中，使用者希望二氧化钛能够同时具有很好的白度、分散性、遮盖力，并且能够有一定的亲油性。
同时解决以上技术问题是非常困难的，因为良好的遮盖力基于二氧化钛粒径的减小，同时小粒径的二氧化钛又容易出现团聚，影响分散性。进一步地，对二氧化钛表面包膜解决亲油性的问题时，也会造成白度的降低。
本发明意外的发现了一种对二氧化钛表面的处理方式，可以使二氧化钛在白度不降低的情况下，亲油性得到显著的提高，同时也会增加二氧化钛颗粒的分散性。
发明人发现，在对二氧化钛表面用氧化剂处理后，再进行有机包膜，能够形成一种对二氧化钛表面的不完全包覆，从而可以在不影响二氧化钛白度的情况下，对亲油性能进行改善。
本发明提供一种上述食品级二氧化钛的制备方法，制备步骤包括：(1)二氧化钛粒径的筛选；(2)去除原料中的杂质；(3)对二氧化钛表面的氧化；(4)二氧化钛的有机包膜；(5)洗涤获得产品。
具体的，制备步骤包括：(1)二氧化钛粒径的筛选：将二氧化钛原料粒径筛选至50nm-10μm之间；(2)去除原料中的杂质：将步骤(1)获得的二氧化钛用乙酸进行酸洗；(3)对二氧化钛表面的氧化：将步骤(2)获得的二氧化钛与双氧水、乙酸铵、过氧乙酸反应；(4)二氧化钛的有机包膜：将二氧化钛表面包覆阳离子乙烯基单体；(5)洗涤获得产品。
优选的，所述制备步骤(1)为：将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。
所述的步骤(2)为，将步骤(1)获得的二氧化钛用5％的乙酸进行酸洗。优选的，二氧化钛在酸洗前，通过除铁装置进行除铁。
优选的，所述除铁装置包括：除铁进料管，设置在除铁装置的壳体上，并延伸至除铁装置内部；传送机构，所述传送机构包括驱动装置、主动辊、从动辊、传送带，所述驱动装置与主动辊或者从动辊连接，为传送机构提供动力，主动辊与从动辊之间通过传送带连接，在所述从动辊的轴向外沿上设置有永磁套，所述永磁套具有磁性；所述传送机构在靠近主动辊的一侧为进料端，位于除铁进料管的下方，并通过传送带承接物料，所述传送机构在靠近从动辊的一侧为出料端，从动辊下方设置废料箱和除铁出料口，废料箱位于从动辊中心轴线靠近主动辊的一侧，除铁出料口位于从动辊中心轴线远离主动辊的一侧，所述除铁出料口与除铁出料管连接；除铁机构，所述除铁机构包括电磁体，在传送机构的进料端与出料端之间，电磁体设置在传送带上方，所述电磁体在通电的情况下具有磁性。
所述制备步骤(3)为：称取步骤(2)中获得的二氧化钛20-50重量份，置于重量份5-15的去离子水中，加入重量份0.04-3的乙酸混合均匀，并调节pH至2-5，然后再加入0.048-0.64重量份双氧水、0.012-1.28重量份乙酸铵、0.04-0.25重量份的过氧乙酸，待反应后静置10min-120min，然后加入200-600重量份的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。
所述制备步骤(4)为：将二氧化钛进行有机包膜。具体的，a.称取步骤(3)中获得的二氧化钛5-35重量份，和0.1-10重量份的阳离子乙烯基单体，溶于40-120重量份的水中，并在氮气保护下搅拌0.5-3小时；b.然后将5-15重量份共聚单体缓缓滴入反应器中，并将反应体系温度控制在4-15℃，调节pH到9-11；c.加入0.1-1重量份的共聚单体引发剂，在超声处理下，反应0.5-2小时；d.过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。
优选的，所述超声处理采用超声波细胞粉碎机。
优选的，所述阳离子乙烯基单体为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯类单体季铵盐中的一种或几种。更优选的，选自丙烯酰氧乙基三甲基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、甲基丙烯酸二甲氨丁酯、丙烯酸二甲氨乙酯、丙烯酸二甲氨丁酯的一种或几种。
优选的，所述共聚单体为乙烯基单体，是甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟烷基酯、烯基芳族化合物单体中的一种或几种。更优选的，选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸-2-甲基酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸正辛酯等、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、3，4-二甲基苯乙烯、4-乙氧基苯乙烯的一种或几种。
优选的，所述共聚单体引发剂为过硫酸盐或过氧化物-亚铁离子组成的引发剂。更优选的，选自过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢-氯化亚铁、过硫酸钾-氯化亚铁、过硫酸钾-亚硫酸氢钠的一种或几种。
优选的，步骤a中二氧化钛重量份为10-20份，阳离子乙烯基单体为1-5份，溶于80-100份水中，在氮气保护下搅拌1-2小时。
优选的，步骤b中共聚单体重量份为10份，反应体系温度控制在5-10℃。
优选的，步骤b中加入重量份为0.01-0.05重量份聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乳化硅油的一种或几种。
优选的，步骤c中加入0.5-0.8份共聚单体引发剂，超声频率10-30kHz，功率100-1000w，反应1-1.5小时。
优选的，步骤c中，加入共聚单体引发剂之前，加入0.01-0.05重量份的聚乙烯吡咯烷酮。
所述制备步骤(5)为，去离子水洗涤产物三次后获得成品。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过对工业二氧化钛重金属的去除，增加了二氧化钛的纯度，提高了其在应用于食品中的安全性。
(2)本发明通过对二氧化钛表面亲水键的破坏，以及对其表面的有机处理，使其亲油性更强，可以更好的应用于食品中。
(3)本发明意外的发现，在破坏二氧化钛表面的亲水键后，对二氧化钛的表面有机包膜的效果更佳显著。
(4)通过对有机包膜反应条件的改进，使得成品的二氧化钛同时具有很好的亲油性以及白度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述的除铁装置的结构示意图。
附图标记说明
3、除铁装置；301、除铁进料管；302、电磁体；303、主动辊；304、驱动装置；305、传送带；306、从动辊；3061、永磁套；307、除铁出料口；308、废料箱；309、除铁出料管。
具体实施方式：
实验例1
发明人在实验中发现，步骤(3)中的表面处理步骤会对二氧化钛的亲油性产生影响。
本实验例中，采用工业二氧化钛为原料，按照如下的步骤进行实验。称取二氧化钛300g，置于100g的去离子水中，加入10g的乙酸混合均匀，并调节pH至3，然后加入相应的试剂，待反应后静置20min，然后加入5000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。
不同反应试剂对二氧化钛产品性能的影响，结果见表2所示，每组实验平行做5次。实验中，所述试剂加入量均为1g。
根据表1的结果可知，发明人意外的发现，当步骤(3)中选用双氧水、乙酸铵及过氧乙酸时，二氧化钛产物在其他指标没有下降的情况下，油分散性得到了大幅的提高，其数据相对于其他组具有统计学意义(p＜0.01)。
表1不同反应试剂对二氧化钛性质的影响
Figure GDA0002185396950000031
实验例2
在步骤(4)中，现有技术的有机包膜方法会将二氧化钛包覆较厚的有机层，导致二氧化钛白度的下降。发明人在实验中意外的发现，对步骤(4)采用低温并在超声的条件下，加入引发剂可以减少包覆量，达到不影响二氧化钛白度的技术效果。
本实验例中，采用工业二氧化钛作为原料，按照如下的步骤进行实验。
先对二氧化钛进行表面处理：称取二氧化钛300g，置于100g的去离子水中，加入10g的乙酸混合均匀，并调节pH至3，然后加入1g双氧水、1g乙酸铵、1g过氧乙酸，待反应后静置20min，然后加入5000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。
取上一步获得的二氧化钛，对其进行表面包覆：a.称取二氧化钛200g，和50g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于1000g的水中，并在氮气保护下搅拌1小时；b.然后将100g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，并控制反应体系温度，调节pH到9；c.加入1g的过硫酸钠引发剂，反应1小时；d.过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。
本实验通过对反应温度，以及是否配合超声进行实验，通过产物中二氧化钛的含量、亲油性以及白度对包膜效果进行评定，每组实验平行做5次。结果如表2所示，超声条件均为超声频率20kHz，功率200w。
根据表2的结果可知，在反应温度4℃-15℃的条件下，首先二氧化钛的含量符合国家标准(≥98.5)，白度也要高于其他温度下的结果(p＜0.01)。同时，反应温度4℃-15℃时，在超声的作用下，二氧化钛产品的亲油性明显得到了提高(p＜0.01)。因此，本发明中，采用反应温度4℃-15℃，并同时进行超声的技术方案。
表2有机包覆条件对二氧化钛性质的影响
Figure GDA0002185396950000042
实验例3
在随后的实验中，本发明人发现，实验例2中的包膜方法，在不进行二氧化钛表面处理的前提下，无法提高二氧化钛的亲油性。
具体实施方案如下，直接按照实验例2的方法对二氧化钛进行表面包覆：a.称取二氧化钛200g，和50g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于1000g的水中，并在氮气保护下搅拌1小时；b.然后将100g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，并控制反应体系温度4-15℃，调节pH到9；c.加入1g的过硫酸钠引发剂，反应1小时，对反应过程进行超声处理，超声条件为超声频率20kHz，功率200w；d.过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。
上述实验平行进行5次。处理前二氧化钛的油分散性(黑格曼值)为1.8±0.2，处理后二氧化钛的油分散性(黑格曼值)为2.3±0.5，经统计学分析，其数据不具有统计学意义。
进一步的，发明人尝试了先进行包膜，再对二氧化钛表面处理的技术方案。具体操作步骤如下：(1)a.称取二氧化钛400g，和100g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于2000g的水中，并在氮气保护下搅拌1小时；b.然后将200g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，并控制反应体系温度4-15℃，调节pH到9；c.加入2g的过硫酸钠引发剂，反应1小时，对反应过程进行超声处理，超声条件为超声频率20kHz，功率200w；d.过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。(2)称取上一步获得的二氧化钛300g，置于100g的去离子水中，加入10g的乙酸混合均匀，并调节pH至3，然后加入1g双氧水、1g乙酸铵、1g过氧乙酸，待反应后静置20min，然后加入5000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。
上述实验平行进行5次。处理前二氧化钛的油分散性(黑格曼值)为1.8±0.2，处理后二氧化钛的油分散性(黑格曼值)为3.0±0.5，该数据与单独进行表面处理的实验组数据没有统计学差异，且显著低于实验例2组中先进行表面处理再包膜的技术方案(p＜0.01)。
因此可以得出结论，本发明中对二氧化钛表面的包膜方法，需要在包膜前对二氧化钛进行表面处理。证明本发明的制备过程，每一步均是不可或缺的，且各步骤的顺序也是不可改变的，带来了本领域技术人员意料不到的技术效果。
对比例1
采用CN101920992A的技术方案制备二氧化钛。具体的，将3kg钛白粉(即工业级二氧化钛)与1kg去离子水先混合均匀，隔5分钟然后再加入0.0048kg双氧水、0.0024kg甲酸、0.0012kg乙酸铵及0.12kg硝酸，待反应2小时后静置3小时，然后加入23kg去离子水，混合均匀后进行吸滤、干燥处理，干燥过程为300℃1小时以上，之后进行粉碎即得食品级二氧化钛产品。硝酸采用市售发烟硝酸，双氧水、甲酸、乙酸铵和去离子水为市售的试剂级产品。
对比例2
采用CN104140692A的技术方案制备二氧化钛。具体的，(1)将纳米二氧化钛、氧化锌、钛酸酯偶联剂TC-114、五氧化二钒混合均匀加入研磨机内，以1500-2000转/分钟的速度研磨15-20分钟，粉碎研细，得混合粉末待用；(2)将高密度聚乙烯、氮化铝、镁铝尖晶石粉放入混料桶中，升温至80-90℃之间，搅拌半小时，继续加入聚氨基甲酸酯、甲基丙烯酸甲酯，继续升温至130-160℃，搅拌15-20分钟后倒出，得胶粉；(3)将混合粉末与胶粉混合均匀，加入适量水，搅拌均匀，在80℃下超声振荡1-2小时，然后继续研磨20-30分钟，形成混悬液待用；(4)将混悬液与改性二氧化硅混合，800-1000转/分下搅拌10-15分钟，烘干、放入纳米粉碎机中粉碎即得。
对比例3
采用CN1631926A的包覆方法对二氧化钛进行包覆。具体的，在250mL装有温度计、冷凝器、搅拌器、通氮气的四口烧瓶中，加入8克丙烯酸二甲氨丁酯、30克纳米二氧化钛粒子、80克水，在氮气保护下搅拌4小时，将15克α-甲基苯乙烯、15克甲基丙烯酸正辛酯缓缓滴入反应瓶中，升温到70℃，加入1.4克过硫酸钾，在80℃反应36h，将制备的分散液过滤、离心、洗涤、分离4次，即得到有机-无机纳米复合微球。
实施例1
(1)将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。(2)将步骤(1)获得的二氧化钛用5％的乙酸进行酸洗。(3)称取步骤(2)中获得的二氧化钛200g，置于150g的去离子水中，加入30g的乙酸混合均匀，并调节pH至2，然后再加入6.4g双氧水、12.8g乙酸铵、2.5g的过氧乙酸，待反应后静置10min，然后加入6000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。(4)称取步骤(3)中获得的二氧化钛50g，和100g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于1200g的水中，并在氮气保护下搅拌0.5小时；然后将150g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，并将反应体系温度控制在4℃，调节pH到9；加入10g的过硫酸钠，在超声波细胞粉碎机处理下，反应0.5小时，超声频率10kHz，功率100w；过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。(5)去离子水洗涤产物三次后获得成品。
实施例2
(1)将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。(2)将步骤(1)获得的二氧化钛用5％的乙酸进行酸洗。(3)称取步骤(2)中获得的二氧化钛300g，置于100g的去离子水中，加入5g的乙酸混合均匀，并调节pH至3，然后再加入1g双氧水、1g乙酸铵、1g的过氧乙酸，待反应后静置60min，然后加入3000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。(4)称取步骤(3)中获得的二氧化钛100g，和10g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于1000g的水中，并在氮气保护下搅拌1小时；然后将100g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，并将反应体系温度控制在10℃，调节pH到10；加入5g的过硫酸钠，在超声波细胞粉碎机处理下，反应1小时，超声频率20kHz，功率500w；过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。(5)去离子水洗涤产物三次后获得成品。
实施例3
(1)将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。(2)将步骤(1)获得的二氧化钛用5％的乙酸进行酸洗。(3)称取步骤(2)中获得的二氧化钛500g，置于50g的去离子水中，加入0.4g的乙酸混合均匀，并调节pH至5，然后再加入0.48g双氧水、0.12g乙酸铵、0.4g的过氧乙酸，待反应后静置120min，然后加入2000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。(4)称取步骤(3)中获得的二氧化钛350g，和1g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于400g的水中，并在氮气保护下搅拌3小时；然后将50g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，并将反应体系温度控制在15℃，调节pH到11；加入1g的过硫酸钠，在超声波细胞粉碎机处理下，反应2小时，超声频率30kHz，功率1000w；过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。(5)去离子水洗涤产物三次后获得成品。
实施例4
(1)将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。(2)将步骤(1)获得的二氧化钛通过除铁装置进行除铁，然后用5％的乙酸进行酸洗。(3)称取步骤(2)中获得的二氧化钛300g，置于100g的去离子水中，加入5g的乙酸混合均匀，并调节pH至3，然后再加入1g双氧水、1g乙酸铵、1g的过氧乙酸，待反应后静置60min，然后加入3000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。(4)称取步骤(3)中获得的二氧化钛100g，和10g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于1000g的水中，并在氮气保护下搅拌1小时；然后将100g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，并将反应体系温度控制在10℃，调节pH到10；加入5g的过硫酸钠，在超声波细胞粉碎机处理下，反应1小时，超声频率20kHz，功率500w；过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。(5)去离子水洗涤产物三次后获得成品。
实施例5
(1)将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。(2)将步骤(1)获得的二氧化钛通过除铁装置进行除铁，然后用5％的乙酸进行酸洗。(3)称取步骤(2)中获得的二氧化钛300g，置于100g的去离子水中，加入5g的乙酸混合均匀，并调节pH至3，然后再加入1g双氧水、1g乙酸铵、1g的过氧乙酸，待反应后静置60min，然后加入3000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。(4)称取步骤(3)中获得的二氧化钛100g，和10g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于1000g的水中，并在氮气保护下搅拌1小时；然后将100g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，再加入0.2g聚氧丙烯甘油醚，并将反应体系温度控制在10℃，调节pH到10；加入5g的过硫酸钠，在超声波细胞粉碎机处理下，反应1小时，超声频率20kHz，功率500w；过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。(5)去离子水洗涤产物三次后获得成品。
实施例6
(1)将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。(2)将步骤(1)获得的二氧化钛通过除铁装置进行除铁，然后用5％的乙酸进行酸洗。(3)称取步骤(2)中获得的二氧化钛300g，置于100g的去离子水中，加入5g的乙酸混合均匀，并调节pH至3，然后再加入1g双氧水、1g乙酸铵、1g的过氧乙酸，待反应后静置60min，然后加入3000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。(4)称取步骤(3)中获得的二氧化钛100g，和10g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于1000g的水中，并在氮气保护下搅拌1小时；然后将100g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，并将反应体系温度控制在10℃，调节pH到10；向体系中加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮，再加入5g的过硫酸钠，在超声波细胞粉碎机处理下，反应1小时，超声频率20kHz，功率500w；过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。(5)去离子水洗涤产物三次后获得成品。
实施例7
(1)将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。(2)将步骤(1)获得的二氧化钛通过除铁装置进行除铁，然后用5％的乙酸进行酸洗。(3)称取步骤(2)中获得的二氧化钛300g，置于100g的去离子水中，加入5g的乙酸混合均匀，并调节pH至3，然后再加入1g双氧水、1g乙酸铵、1g的过氧乙酸，待反应后静置60min，然后加入3000g的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。(4)称取步骤(3)中获得的二氧化钛100g，和10g的丙烯酸二甲氨丁酯，溶于1000g的水中，并在氮气保护下搅拌1小时；然后将100g丙烯酸乙酯缓缓滴入反应器中，再加入0.2g聚氧丙烯甘油醚，并将反应体系温度控制在10℃，调节pH到10；向体系中加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮，再加入5g的过硫酸钠，在超声波细胞粉碎机处理下，反应1小时，超声频率20kHz，功率500w；过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛。(5)去离子水洗涤产物三次后获得成品。
实施例8
对对比例1-3、实施例1-7中所述的二氧化钛产品进行检测，检测方法如国家标准GB25577-2010所述，检测结果如表3所示。
根据检测结果可知，按照本发明方法制备的二氧化钛产品，均能够符合食品级二氧化钛的国家标准，产品质量不仅远远好于二氧化钛原料，也优于按背景技术中所述方法制备的产品。
*标记表示该数据与实施例1-7均有显著性差异(p<0.05)。
表3对比例1-3、实施例1-7中二氧化钛产品的检测结果
Figure GDA0002185396950000081
实施例9
对对比例1-3、实施例1-7中所述的二氧化钛产品进行白度、消色力、比表面积、油分散性等指标的检测，检测结果如表4所示。
根据检测结果可知，按照本发明方法制备的二氧化钛产品，产品的白度、消色力、比表面积、油分散性不仅远远好于二氧化钛原料，也优于按背景技术中所述方法制备的产品(p<0.05)。
实施例7中，通过在步骤(4)中，加入聚氧丙烯甘油醚及聚乙烯吡咯烷酮，获得了比其他实施例具有更好亲油性的产品(p<0.05)。
表4对比例1-3、实施例1-7中二氧化钛的性能
应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种食品级二氧化钛的制备方法，制备步骤包括：(1)二氧化钛粒径的筛选：将二氧化钛原料粒径筛选至50nm-10μm之间；(2)去除原料中的杂质：将步骤(1)获得的二氧化钛用乙酸进行酸洗；(3)对二氧化钛表面的氧化：将步骤(2)获得的二氧化钛与双氧水、乙酸铵、过氧乙酸反应；(4)二氧化钛的有机包膜：a.称取步骤(3)中获得的二氧化钛5-35重量份，和0.1-10重量份的阳离子乙烯基单体，溶于40-120重量份的水中，并在氮气保护下搅拌0.5-3小时；b.然后将5-15重量份共聚单体缓缓滴入反应器中，并将反应体系温度控制在4-15℃，调节pH到9-11；c.加入0.1-1重量份的共聚单体引发剂，在超声处理下，反应0.5-2小时；d.过滤，分离得到经过包膜的二氧化钛；(5)洗涤获得产品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述制备步骤(1)为：优选的，将二氧化钛原料粒径筛选至100nm-5μm之间。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)为，将步骤(1)获得的二氧化钛用5％的乙酸进行酸洗。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，二氧化钛在酸洗前，通过除铁装置进行除铁。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)为：称取步骤(2)中获得的二氧化钛2-5重量份，置于重量份0.5-1.5的去离子水中，加入重量份0.004-0.30的乙酸混合均匀，并调节pH至2-5，然后再加入0.0048-0.064重量份双氧水、0.0012-0.128重量份乙酸铵、0.004-0.025重量份的过氧乙酸，待反应后静置一段时间，然后加入20-60重量份的去离子水，之后进行吸滤、干燥处理。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤b中加入重量份为0.01-0.05重量份聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乳化硅油的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤c中加入0.5-0.8份共聚单体引发剂，超声频率10-30kHz，功率100-1000w，反应1-1.5小时。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤c中，加入共聚单体引发剂之前，加入0.01-0.05重量份的聚乙烯吡咯烷酮。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述超声处理采用超声波细胞粉碎机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005116145A1 (en) * 2004-05-17 2005-12-08 Cpm Industries, Inc. Cationic titanium dioxide pigments
CN102408758A (zh) * 2011-09-13 2012-04-11 天津大学 二氧化钛/阳离子聚合物核壳结构的电泳粒子及其制备方法
CN106726700A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 华东理工大学 一种化妆品专用二氧化钛的制备方法

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