CN108070280B - 一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法 - Google Patents

一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108070280B
CN108070280B CN201610992733.7A CN201610992733A CN108070280B CN 108070280 B CN108070280 B CN 108070280B CN 201610992733 A CN201610992733 A CN 201610992733A CN 108070280 B CN108070280 B CN 108070280B
Authority
CN
China
Prior art keywords
microsphere
silicon dioxide
percent
water
metatitanic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610992733.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108070280A (zh
Inventor
孙思佳
丁浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Mengda Technology Co.,Ltd.
China University of Geosciences Beijing
Original Assignee
China University of Geosciences Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences Beijing filed Critical China University of Geosciences Beijing
Priority to CN201610992733.7A priority Critical patent/CN108070280B/zh
Publication of CN108070280A publication Critical patent/CN108070280A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108070280B publication Critical patent/CN108070280B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3653—Treatment with inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0081—Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound
    • C09C1/0084—Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound containing titanium dioxide
    • C09C1/0087—Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound containing titanium dioxide only containing titanium dioxide and silica or silicate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28—Compounds of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3653—Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/3661—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3676—Treatment with macro-molecular organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
    • C09C3/063—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本发明提供了一种二氧化硅微球‑二氧化钛复合粉体颜料的制备方法，原材料的选用以电熔氧化锆生产过程副产物硅灰作为基体，工业级偏钛酸为二氧化钛前驱体，以聚乙二醇和聚丙烯酸钠为分散剂，以氢氧化钠为碱处理剂，以稀硫酸作为pH调节剂，本方法采用的原料二氧化硅微球和偏钛酸反应活性强，采用本方法制备的复合粉体颜料颗粒表面二氧化钛包覆紧密，二氧化钛与二氧化硅结合牢固，遮盖力强，二氧化钛散射面积大，有利于颜料性能的发挥，同时消除了现有化学沉淀包覆方法中的水洗、除杂和所产生废水的污染问题。

Description

一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法
技术领域
本发明涉及到一种无机复合粉体颜料的生产技术领域，具体地讲，涉及到一种通过微米尺度二氧化硅微球与亚微米尺度二氧化钛颗粒复合制备复合粉体颜料，即二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法。
背景技术
颜料是由较高光折射率的固体微颗粒物质所组成的粉体材料，添加在涂料、塑料和油墨等制品中可赋予制品不透明性、遮盖性、光泽和配色效应，并影响其抗紫外老化性，其中白色颜料最为重要。钛白粉是由粒度0.2-0.3μm范围晶相二氧化钛颗粒组成的亚微米级粉体材料，是目前公认的性能最佳、应用范围最广和用量最大的白色颜料。全世界钛白粉年产量超过6×106t，中国年产量已多年超过2×106t，居世界第一。
然而，钛白粉生产和消费中存在的资源与能源消耗大、环境污染严重和成本价格高等问题也越来越突出。面对全球钛资源日益紧缺、贫化的现状和政府及公众对钛白粉生产中环境污染问题的关注和越来越严厉的法规约束，钛白粉生产企业面临着前所未有的压力与挑战。为此，企业不断加大了应对资源和环境问题的技术与资金投入，这导致钛白粉产品成本与价格持续上涨，并由此提高了钛白粉用户产品的成本，对以钛白粉为添加剂的应用行业的发展极为不利。通过无机颗粒与二氧化钛复合途径制备与钛白粉性能相似，且成本低廉的复合粉体颜料，并通过实际应用降低二氧化钛用量被认为是目前最有效的解决问题措施，这项工作多年来一直成为研究热点。其中，以无机固体颗粒为包核基体，通过在其表面包覆晶相二氧化钛技术制得的复合粉体颜料，在模拟钛白粉性能、减少二氧化钛实际用量和降低产品成本方面具有明显优势。
研究表明，二氧化钛在无机固体颗粒表面包覆的均匀性和牢固性是影响其颜料性能的重要因素，这既取决于对所用无机固体颗粒和二氧化钛原材料的选择及加工，也与采用的复合方法和工艺密切相关。截止到目前，用作包核基体的主要是各种白色非金属矿物，其中大部分矿物，如碳酸钙、高岭土和重晶石对紫外线的吸收和散射作用较弱，将其在制品中添加，或将其与二氧化钛复合制得颜料，然后将复合粉体颜料在材料和制品中添加，这些材料和制品的抗紫外老化性与添加金红石型钛白粉相比明显变差。由于抗紫外老化性是白色颜料的重要性能，所以，以碳酸钙、高岭土和重晶石矿物为基体的复合粉体颜料品质较低、应用范围窄，难以起到有效替代钛白粉的作用。与之相比，以二氧化硅为主要化学组成的石英矿物具有较强的抗紫外线作用，所以，以石英为包核基体与二氧化钛复合，可望得到在抗紫外性能方面优于碳酸钙作基体的复合粉体颜料。中国专利ZL201010181223.4以石英为基体，二氧化钛为包膜物，通过湿法超细研磨体系中石英预先研磨，石英-二氧化钛共混研磨方式使二氧化钛在石英表面产生包覆，并由此制备了石英-二氧化钛复合粉体颜料。以石英为基体制备复合颜料的问题主要是：1)石英颗粒硬度大，粉碎细化难，所以不易被加工成与二氧化钛颗粒相匹配的粒度；2)石英为稳态晶体，表面活性较弱，水化羟基数目较少，其与二氧化钛间的脱羟基反应较弱，难以实现二者的牢固结合。正因如此，以石英为包核基体制备复合二氧化钛颜料始终存在工艺复杂、加工成本高、性能差且不稳定突出问题。
在现有制备复合粉体颜料的方法中，或使用商业钛白粉直接作为二氧化钛包覆物，或将包核基体置于硫酸氧钛或四氯化钛水溶液中，加热、搅拌使其水解生成偏钛酸，即TiO2·nH2O覆盖在基体颗粒表面，再将复合物水洗、除杂和焙烧制得基体颗粒表面包覆晶相二氧化钛为特征的复合粉体颜料。而直接使用商业钛白粉成本较高，使用硫酸氧钛或四氯化钛水解包覆方法在生产过程中产生大量酸性废水，对环境污染严重。
发明内容
本发明的目的是解决现有复合粉体颜料的制备方法中以石英为包核基体制备复合二氧化钛颜料存在的粉碎细化难、表面活性较弱和采用硫酸氧钛或四氯化钛水解包覆方法制备复合粉体颜料存在的排放废水及环境污染问题。
发明内容为提供一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法。
实现二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法步骤是：
一、原材料的选用：
以电熔氧化锆生产过程副产物硅灰即二氧化硅微球粉体作为基体，其化学成分二氧化硅为非晶态物相，微球直径0.5-3μm，其中2-3μm的微球质量百分比为35％-45％，0.5-2μm微球质量百分比为55％-65％；工业级偏钛酸为二氧化钛前驱体，其中二氧化钛质量百分比55％，水质量百分比为43％，挥发分二氧化硫的质量百分比2％；以聚乙二醇和聚丙烯酸钠为分散剂，以氢氧化钠为碱处理剂，以稀硫酸作为pH调节剂；
二、原料配比及制备工艺步骤：
(1)二氧化硅微球粉体-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
二氧化硅微球粉体：19％-46％；
水：53％-80.5％；
聚乙二醇：0.3％-1.5％；
按比例称取二氧化硅微球粉体，水和聚乙二醇，进行混合并通过搅拌机搅拌10-20min，然后采用立式搅拌磨或卧式砂磨机对其进行湿法研磨解聚，使产物粒度达到：小于2μm颗粒质量百分比为65％-80％，中位径d50为1.3-1.5μm，即可获得二氧化硅微球粉体-水悬浮液；向制得的二氧化硅微球粉体-水悬浮液中加入浓度5％-10％的氢氧化钠溶液作为碱处理剂，使悬浮液pH值达到6-7范围，并连续搅拌20-40min，制得分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液；
(2)偏钛酸-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
偏钛酸：30％-44.5％；
水：54.5％-69.5％；
聚丙烯酸钠：0.1％-1.1％；
按比例称取偏钛酸，水和聚丙烯酸钠，混合并通过搅拌机搅拌20-40min，然后以立式搅拌磨或卧式砂磨机湿法研磨方式进行分散，使产物粒度达到：小于2μm颗粒质量百分比≥97％，中位径d50≤0.75μm，即可制得偏钛酸-水悬浮液；
(3)二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备
将制得的分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液和制得的偏钛酸-水悬浮液分别按二氧化硅微球粉体-水悬浮液质量百分比10.68％-65.9％，及偏钛酸-水悬浮液质量百分比34.1％-89.32％混合，再加入硫酸溶液作为pH调节剂使pH值范围处在2-5之间；然后用立式搅拌磨研磨，使产物粒度达到：小于2μm颗粒质量百分比≥95％，中位径d50为1.2-1.8μm；将该产物过滤，滤饼用烘箱或闪蒸干燥机得到二氧化硅微球-偏钛酸复合物；将制得的二氧化硅微球-偏钛酸复合物用高温马弗炉或辊道窑煅烧，煅烧温度850-1100℃，保温时间60-150min，煅烧产物打散即制得二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料产品。
采用本方法最终制得的二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料具有以下优点：1)以电熔氧化锆生产过程副产物硅灰即二氧化硅微球粉体作为基体原料，首先其中的二氧化硅为非晶态，反应活性较高，易与二氧化钛通过化学反应生成二氧化硅微球-二氧化钛复合颜料，其次二氧化硅微球在尺度上适合与二氧化钛复合匹配，且仅需消耗较低能量对二氧化硅微球进行解聚即可满足要求，成本较低；2)以工业中间产品偏钛酸为钛源，消除了现有化学沉淀包覆方法中的水洗、除杂和所产生废水的污染问题，同样也降低了生产成本；3)所制备复合粉体颜料颗粒表面二氧化钛包覆紧密，二氧化钛与二氧化硅结合牢固，遮盖力强；4)复合粉体颜料颗粒形状规则，粒度均匀，分散性好，二氧化钛散射面积大，有利于颜料性能的发挥；3)通过工艺中的煅烧环节，可控制复合颗粒表面的二氧化钛晶型，进而调控产品类型和应用范围；5)生产过程清洁，无“三废”排放，无环境污染。
具体实施方式
实现二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法的具体步骤是：
实施例1：
一、原材料的选用：
以电熔氧化锆生产过程副产物硅灰即二氧化硅微球粉体作为基体，其化学成分二氧化硅为非晶态物相，微球直径0.5-3μm，其中直径为2-3μm的微球质量百分比为40％，直径0.5-2μm微球质量百分比60％；以工业级偏钛酸为二氧化钛前驱体，工业级偏钛酸中二氧化钛质量百分比55％，水质量百分比为43％，挥发分二氧化硫的质量百分比2％；以型号为PEG6000的聚乙二醇和固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠为分散剂，以氢氧化钠为碱处理剂，以稀硫酸作为pH调节剂；
二、原料配比及制备工艺步骤：
(1)二氧化硅微球粉体-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
二氧化硅微球粉体：40％；
水：58.8％；
型号为PEG6000的聚乙二醇：1.2％；
按照比例称取二氧化硅微球粉体，水，型号为PEG6000的聚乙二醇，进行混合并通过搅拌机搅拌10min，然后采用立式搅拌磨对其进行湿法研磨解聚，即为二氧化硅微球粉体-水悬浮液，测得悬浮液中产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为70％，中位径d50为1.35μm；向二氧化硅微球粉体-水悬浮液中加入浓度8％的氢氧化钠溶液作为碱处理剂，使悬浮液pH值达到6.5，并连续搅拌30min，制得分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液；
(2)偏钛酸-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
偏钛酸：40％；
水：59.72％；
固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠：0.28％；
按比例称取偏钛酸，水，固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠，混合并通过搅拌机搅拌30min，然后以立式搅拌磨研磨方式进行分散，即可制得偏钛酸-水悬浮液，测得悬浮液中产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为97.5％，中位径d50为0.65μm；
(3)二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备
将制得的分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液和制得的偏钛酸-水悬浮液，按二氧化硅微球粉体-水悬浮液质量百分比26.68％，偏钛酸-水悬浮液质量百分比73.32％混合并搅拌均匀，再加入硫酸溶液作为pH调节剂使pH值控制为3；然后用立式搅拌磨研磨，测得产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为96％，中位径d50为1.5μm；将该产物过滤，滤饼送入闪蒸干燥机干燥得到二氧化硅微球-偏钛酸复合物；将制得的二氧化硅微球-偏钛酸复合物送入高温马弗炉中，在煅烧温度900℃下煅烧90min，再将煅烧产物打散即制得二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料产品，其中二氧化钛为金红石型。
实施例2：
一、原材料的选用：
以电熔氧化锆生产过程副产物硅灰即二氧化硅微球粉体作为基体，其化学成分二氧化硅为非晶态物相，微球直径0.5-3μm，其中直径2-3μm的微球质量百分比为40％，0.5-2μm的微球质量百分比为60％；以工业级偏钛酸为二氧化钛前驱体，偏钛酸中二氧化钛质量百分比55％，水质量百分比为43％，挥发分二氧化硫的质量百分比2％；型号为PEG6000的聚乙二醇和固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠为分散剂，以氢氧化钠为碱处理剂，以稀硫酸作为pH调节剂；
二、原料配比及制备工艺步骤：
(1)二氧化硅微球粉体-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
二氧化硅微球粉体：40％；
水：58.8％；
型号为PEG6000的聚乙二醇：1.2％；
按比例称取二氧化硅微球粉体，水，型号为PEG6000的聚乙二醇，进行混合并通过搅拌机搅拌15min，然后采用卧式砂磨机对其进行湿法研磨解聚，即可制得二氧化硅微球粉体-水悬浮液，测得悬浮液中产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为70％，中位径d50为1.35μm；向二氧化硅微球粉体-水悬浮液中加入浓度8％的氢氧化钠溶液作为碱处理剂，使悬浮液pH值达到6.5，并连续搅拌30min，制得分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液；
(2)偏钛酸-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
偏钛酸：35％；
水：64.73％；
固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠：0.27％；
按比例称取偏钛酸，水，固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠，混合并通过搅拌机搅拌30min，然后以卧式砂磨机湿法研磨方式进行分散，即可制得偏钛酸-水悬浮液，测得悬浮液中产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为97.5％，中位径d50为0.68μm；
(3)二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备
将制得的分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液和制得的偏钛酸-水悬浮液，按二氧化硅微球粉体-水悬浮液质量百分比17.1％，偏钛酸-水悬浮液质量百分比82.9％混合并搅拌均匀，再加入硫酸溶液作为pH调节剂使pH值控制为3；然后用立式搅拌磨研磨，测得产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为97％，中位径d50为1.4μm；将该产物过滤，滤饼送入闪蒸干燥机干燥得到二氧化硅微球-偏钛酸复合物；将制得的二氧化硅微球-偏钛酸复合物送入高温马弗炉中，在煅烧温度900℃下煅烧90min，再将煅烧产物打散即制得到二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料产品，其中二氧化钛为金红石型。
按实施例1和实施例2分别制成的两种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料产品的主要性能列于表1.
表1 所制备二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料产品的性能
Figure BSA0000136021410000091
遮盖力指颜料和调墨油研磨成的色浆，均匀涂刷于单位面积黑白格玻璃板上恰好使黑白格遮盖的最小颜料用量，按中国国家行业标准HG/T3851-2006(颜料遮盖力测定法)进行测定
E值根据遮盖力的定义计算求出：
E＝(单位质量颜料完全遮盖住的最大底板面积/单位质量二氧化钛完全遮盖住的最大底板面积)×100％
＝[(1/颜料遮盖力)/(1/二氧化钛遮盖力)]×100％
＝(二氧化钛遮盖力/颜料遮盖力)×100％

Claims (3)

1.一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法，其特征在于：实现二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法步骤是：
一、原材料的选用：
以电熔氧化锆生产过程副产物硅灰即二氧化硅微球粉体作为基体，其化学成分二氧化硅为非晶态物相，微球直径0.5-3μm，其中2-3μm的微球质量百分比为35％-45％，0.5-2μm微球质量百分比为55％-65％；工业级偏钛酸为二氧化钛前驱体，其中二氧化钛质量百分比55％，水质量百分比为43％，挥发分二氧化硫的质量百分比2％；以聚乙二醇和聚丙烯酸钠为分散剂，以氢氧化钠为碱处理剂，以稀硫酸作为pH调节剂；
二、原料配比及制备工艺步骤：
(1)二氧化硅微球粉体-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
二氧化硅微球粉体：19％-46％；
水：53％-80.5％；
聚乙二醇：0.3％-1.5％；
按比例称取二氧化硅微球粉体，水和聚乙二醇，进行混合并通过搅拌机搅拌10-20min，然后采用立式搅拌磨或卧式砂磨机对其进行湿法研磨解聚，使产物粒度达到：小于2μm颗粒质量百分比为65％-80％，中位径d50为1.3-1.5μm，即可获得二氧化硅微球粉体-水悬浮液；向制得的二氧化硅微球粉体-水悬浮液中加入浓度5％-10％的氢氧化钠溶液作为碱处理剂，使悬浮液pH值达到6-7范围，并连续搅拌20-40min，制得分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液；
(2)偏钛酸-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
偏钛酸：30％-44.5％；
水：54.5％-69.5％；
聚丙烯酸钠：0.1％-1.1％；
按比例称取偏钛酸，水和聚丙烯酸钠，混合并通过搅拌机搅拌20-40min，然后以立式搅拌磨或卧式砂磨机湿法研磨方式进行分散，使产物粒度达到：小于2μm颗粒质量百分比≥97％，中位径d50≤0.75μm，即可制得偏钛酸-水悬浮液；
(3)二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备
将制得的分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液和制得的偏钛酸-水悬浮液分别按二氧化硅微球粉体-水悬浮液质量百分比10.68％-65.9％，及偏钛酸-水悬浮液质量百分比34.1％-89.32％混合，再加入稀硫酸作为pH调节剂使pH值范围处在2-5之间；然后用立式搅拌磨研磨，使产物粒度达到：小于2μm颗粒质量百分比≥95％，中位径d50为1.2-1.8μm；将该产物过滤，滤饼用烘箱或闪蒸干燥机得到二氧化硅微球-偏钛酸复合物；将制得的二氧化硅微球-偏钛酸复合物用高温马弗炉或辊道窑煅烧，煅烧温度850-1100℃，保温时间60-150min，煅烧产物打散即制得二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料产品。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法，其特征在于：实现二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法步骤是：一、原材料的选用：
以电熔氧化锆生产过程副产物硅灰即二氧化硅微球粉体作为基体，其化学成分二氧化硅为非晶态物相，微球直径0.5-3μm，其中直径为2-3μm的微球质量百分比为40％，直径0.5-2μm微球质量百分比60％；以工业级偏钛酸为二氧化钛前驱体，工业级偏钛酸中二氧化钛质量百分比55％，水质量百分比为43％，挥发分二氧化硫的质量百分比2％；以型号为PEG6000的聚乙二醇和固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠为分散剂，以氢氧化钠为碱处理剂，以稀硫酸作为pH调节剂；
二、原料配比及制备工艺步骤：
(1)二氧化硅微球粉体-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
二氧化硅微球粉体：40％；
水：58.8％；
型号为PEG6000的聚乙二醇：1.2％；
按照比例称取二氧化硅微球粉体，水，型号为PEG6000的聚乙二醇，进行混合并通过搅拌机搅拌10min，然后采用立式搅拌磨对其进行湿法研磨解聚，即为二氧化硅微球粉体-水悬浮液，测得悬浮液中产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为70％，中位径d50为1.35μm；向二氧化硅微球粉体-水悬浮液中加入浓度8％的氢氧化钠溶液作为碱处理剂，使悬浮液pH值达到6.5，并连续搅拌30min，制得分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液；
(2)偏钛酸-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
偏钛酸：40％；
水：59.72％；
固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠：0.28％；
按比例称取偏钛酸，水，固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠，混合并通过搅拌机搅拌30min，然后以立式搅拌磨研磨方式进行分散，即可制得偏钛酸-水悬浮液，测得悬浮液中产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为97.5％，中位径d50为0.65μm；
(3)二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备
将制得的分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液和制得的偏钛酸-水悬浮液，按二氧化硅微球粉体-水悬浮液质量百分比26.68％，偏钛酸-水悬浮液质量百分比73.32％混合并搅拌均匀，再加入稀硫酸作为pH调节剂使pH值控制为3；然后用立式搅拌磨研磨，测得产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为96％，中位径d50为1.5μm；将该产物过滤，滤饼送入闪蒸干燥机干燥得到二氧化硅微球-偏钛酸复合物；将制得的二氧化硅微球-偏钛酸复合物送入高温马弗炉中，在煅烧温度900℃下煅烧90min，再将煅烧产物打散即制得二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料产品，其中二氧化钛为金红石型。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法，其特征在于：实现二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法步骤是：一、原材料的选用：
以电熔氧化锆生产过程副产物硅灰即二氧化硅微球粉体作为基体，其化学成分二氧化硅为非晶态物相，微球直径0.5-3μm，其中直径2-3μm的微球质量百分比为40％，0.5-2μm的微球质量百分比为60％；以工业级偏钛酸为二氧化钛前驱体，偏钛酸中二氧化钛质量百分比55％，水质量百分比为43％，挥发分二氧化硫的质量百分比2％；型号为PEG6000的聚乙二醇和固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠为分散剂，以氢氧化钠为碱处理剂，以稀硫酸作为pH调节剂；
二、原料配比及制备工艺步骤：
(1)二氧化硅微球粉体-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
二氧化硅微球粉体：40％；
水：58.8％；
型号为PEG6000的聚乙二醇：1.2％；
按比例称取二氧化硅微球粉体，水，型号为PEG6000的聚乙二醇，进行混合并通过搅拌机搅拌15min，然后采用卧式砂磨机对其进行湿法研磨解聚，即可制得二氧化硅微球粉体-水悬浮液，测得悬浮液中产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为70％，中位径d50为1.35μm；向二氧化硅微球粉体-水悬浮液中加入浓度8％的氢氧化钠溶液作为碱处理剂，使悬浮液pH值达到6.5，并连续搅拌30min，制得分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液；
(2)偏钛酸-水悬浮液的制备
原料按下列质量百分比配制：
偏钛酸：35％，
水：64.73％，
固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠：0.27％；
按比例称取偏钛酸，水，固体质量百分比为30％的工业级聚丙烯酸钠，混合并通过搅拌机搅拌30min，然后以卧式砂磨机湿法研磨方式进行分散，即可制得偏钛酸-水悬浮液，测得悬浮液中产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为97.5％，中位径d50为0.68μm；
(3)二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备
将制得的分散性良好的二氧化硅微球粉体-水悬浮液和制得的偏钛酸-水悬浮液，按二氧化硅微球粉体-水悬浮液质量百分比17.1％，偏钛酸-水悬浮液质量百分比82.9％混合并搅拌均匀，再加入稀硫酸作为pH调节剂使pH值控制为3；然后用立式搅拌磨研磨，测得产物粒度小于2μm颗粒质量百分比为97％，中位径d50为1.4μm；将该产物过滤，滤饼送入闪蒸干燥机干燥得到二氧化硅微球-偏钛酸复合物；将制得的二氧化硅微球-偏钛酸复合物送入高温马弗炉中，在煅烧温度900℃下煅烧90min，再将煅烧产物打散即制得到二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料产品，其中二氧化钛为金红石型。
CN201610992733.7A 2016-11-11 2016-11-11 一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法 Active CN108070280B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610992733.7A CN108070280B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610992733.7A CN108070280B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108070280A CN108070280A (zh) 2018-05-25
CN108070280B true CN108070280B (zh) 2020-06-09

Family

ID=62153577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610992733.7A Active CN108070280B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108070280B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113416592B (zh) * 2021-05-24 2022-07-29 广西大学 一种利用纳米氧化镁改性的亲水性玉米绝缘油的制备方法
CN113861940A (zh) * 2021-11-24 2021-12-31 江苏群鑫粉体科技股份有限公司 一种强疏水复合粉体及其制备方法
CN114539811A (zh) * 2022-03-01 2022-05-27 昆明冶金研究院有限公司 一种高遮盖易分散微硅粉及其制备方法
CN114539815A (zh) * 2022-03-01 2022-05-27 昆明冶金研究院有限公司 一种高遮盖高分散性改性微硅粉及其制备方法
CN114539810A (zh) * 2022-03-01 2022-05-27 昆明冶金研究院有限公司 一种高分散改性微硅粉及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101245198A (zh) * 2008-03-13 2008-08-20 常州市美伦钛业有限公司 包核钛白粉及其制备方法
CN101880479A (zh) * 2010-06-25 2010-11-10 宁波新福钛白粉有限公司 一种生产粉末涂料专用金红石型钛白粉的方法
CN102765752A (zh) * 2012-08-17 2012-11-07 攀枝花学院 偏钛酸直接包膜生产金红石型钛白粉的方法
CN103194098A (zh) * 2013-04-07 2013-07-10 攀枝花学院 复合钛白粉的制备方法
CN104031421A (zh) * 2014-06-24 2014-09-10 吉林大学 一种具有核壳结构的纳米碳酸钙/二氧化钛复合粉体的制备方法
CN104098932A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 中国地质大学（北京） 一种白色矿物-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法
CN104119701A (zh) * 2013-04-27 2014-10-29 中国地质大学（北京） 一种高比例替代二氧化钛的无机复合白色颜料的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101245198A (zh) * 2008-03-13 2008-08-20 常州市美伦钛业有限公司 包核钛白粉及其制备方法
CN101880479A (zh) * 2010-06-25 2010-11-10 宁波新福钛白粉有限公司 一种生产粉末涂料专用金红石型钛白粉的方法
CN102765752A (zh) * 2012-08-17 2012-11-07 攀枝花学院 偏钛酸直接包膜生产金红石型钛白粉的方法
CN103194098A (zh) * 2013-04-07 2013-07-10 攀枝花学院 复合钛白粉的制备方法
CN104098932A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 中国地质大学（北京） 一种白色矿物-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法
CN104119701A (zh) * 2013-04-27 2014-10-29 中国地质大学（北京） 一种高比例替代二氧化钛的无机复合白色颜料的制备方法
CN104031421A (zh) * 2014-06-24 2014-09-10 吉林大学 一种具有核壳结构的纳米碳酸钙/二氧化钛复合粉体的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
机械研磨法制备白炭黑-TiO2 复合粉体及颜料性能研究;孙思佳等;《中国粉体技术》;20150830;第21卷(第4期);76-80 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108070280A (zh) 2018-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108070280B (zh) 一种二氧化硅微球-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法
CN104119701B (zh) 一种高比例替代二氧化钛的无机复合白色颜料的制备方法
CN106311199B (zh) 一种稳定分散且光催化活性可控的SiO2@TiO2核壳结构、其制备方法及其应用
CN102924979B (zh) 一种无机和有机包膜的钛白粉的制备方法
CN101891973B (zh) 色母粒专用钛白粉颜料及其制备方法
CN102199367B (zh) 一种高耐温性二氧化钛颜料的制备方法
CN104098932B (zh) 一种白色矿物-二氧化钛复合粉体颜料的制备方法
CN103980739B (zh) 一种部分取代钛白粉的多重改性超细非金属粉体及其制备方法
CN108410214B (zh) 一种化妆品用超细耐紫外光金红石钛白粉及其制备工艺
WO2013020430A1 (zh) 一种高分散金红石产品的制备方法
CN102924980B (zh) 一种表面改性的钛白粉颗粒及其制备方法
CN101245198B (zh) 一种包核钛白粉的制备方法
CN107857899A (zh) 一种塑料专用金红石型钛白粉生产方法
CN111662574B (zh) 一种高耐久性抗粉化金红石型超细二氧化钛的制备方法
CN109704399B (zh) 一种高分散金红石型二氧化钛及其制备方法
CN101210117A (zh) 具有白色颜料性能的绢云母/TiO2复合材料
CN102516824A (zh) 色母粒钛白粉的制备方法
CN104119703A (zh) 一种高光泽金红石型钛白粉的制备方法
CN100593019C (zh) 一种锑掺杂二氧化锡纳米粉体及其制备方法
CN104194412A (zh) 一种高库伦效率TiO2的制备方法
CN113604075A (zh) 塑料专用型钛白粉的包膜处理方法
CN104119702A (zh) 一种高光泽、高耐候性金红石型钛白粉的锆铝包膜工艺
CN105502481A (zh) 一种锐钛型钛白粉的制备方法
Chen et al. Preparation of ground calcium carbonate-based TiO2 pigment by a two-step coating method
CN109321002B (zh) 一种氯化法二氧化钛硅锆铝三元包膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210728

Address after: No. 29 Xueyuan Road, Haidian District, Beijing 100080

Patentee after: China University of Geosciences (Beijing)

Patentee after: Foshan Mengda Technology Co.,Ltd.

Address before: School of materials, China University of Geosciences, 29 Xueyuan Road, Haidian District, Beijing 100083

Patentee before: China University of Geosciences (Beijing)