CN108793239A - 一种高遮盖力钛白粉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钛白粉制备领域，具体涉及一种高遮盖力钛白粉，其由以下步骤制备得到：1、原矿粉碎，2、酸解，3、浸取，4、还原，5、沉降，6、钛液的浓缩，7、水解，8、水洗和漂白，9、盐处理，10、过滤、煅烧、表面处理，11、干燥、除尘，其特征在于：在钛白粉的制备方法中向漂白过程中的偏钛酸溶液中加入相当于TiO2含量的2.0‑3.0%的煅烧晶种，煅烧温度为700‑960℃。发明在大量、反复的试验基础上，不断总结经验、改进完善，确定了如本发明所述的高遮盖力钛白粉生产方法，通过降低煅烧晶种的含量，调控煅烧过程中的温度，以达到提高二氧化钛遮盖力的目的。

Description

一种高遮盖力钛白粉

技术领域

本发明涉及钛白粉的生产技术领域，尤其是一种高遮盖力钛白粉。

背景技术

二氧化钛颜料是最好的白色颜料，它具有白度高、不透明性高、物理化学性质稳定等优点，广泛应用于涂料、塑料、造纸等行业。高遮盖力的钛白粉不仅能够使其应用体系获得极佳的不透明度，而且能够降低制造成本，因此，对于钛白粉用户而言，遮盖力既是一项技术指标，也是一项经济指标。

在涂料应用领域，钛白粉的遮盖力与颜料和树脂折射率之差有关，差值越大，遮盖力越高。由于水合二氧化硅的折射率最低，在钛白粉的表面处理过程中引入水合二氧化硅可以增大这种折射率差值，包覆大量的水合二氧化硅还可以最大限度地使单个钛白粉粒子相互之间隔离，处于良好的分散状态，从而显著提高钛白粉的利用率。另外由于空气的折射率是所有物质中最低的，在建筑用涂料中，由于配方中颜料的体积浓度较高，颜料的体积浓度大于临界体积浓度后，涂膜中的树脂不能完全包覆颜料粒子，从而使涂膜中含有部分空气，由于颜料与空气的折射差值为最大，可以显著提高涂膜对建筑物基体的遮盖力；如果在钛白粉的表面处理中引入一层疏松的包膜层，可以提高涂膜中的空气量，达到提高钛白粉遮盖力的目的。

利用包覆大量的氧化硅-氧化铝的水合物在钛白粉的表面以提高其在涂料领域的遮盖力是一种广泛采用的技术，例如美国专利US3437502，US3510335，US4075031等。

美国专利US3437502公开了一种改进的二氧化钛颜料的生产方法，通过在二氧化钛粒子表面包覆一层基于二氧化钛质量0.5～25%的致密二氧化硅，和一层基于二氧化钛质量0.1～10%的氧化铝，从而获得一种具有高遮盖力和在水性涂料配方中良好分散性的二氧化钛颜料，利用该方法制备的钛白粉生产的涂料具有优异的户外耐候性。

美国专利US3510335公开了一种在二氧化钛-氧化铝共氧化物颜料表面包覆约1～25%多孔疏松二氧化硅膜，然后在300～1000℃条件下煅烧，获得一种抗变色和高遮盖力钛白粉。

美国专利US4075031公开了一种提高二氧化钛颜料遮盖力的方法，通过在二氧化颜料表面包覆一层致密的无定形二氧化硅和氧化铝膜，再包覆一层多孔的氧化硅-氧化铝膜，从而在提高遮盖力的同时保证了钛白粉的耐候性。

总之，无论采用包覆法还是煅烧前盐处理的方法，都未能得到的高遮盖力的钛白粉。

发明内容

本发明的主要目的是针对上述现有技术的不足，提供一种新的高遮盖力金红石型钛白粉；通过调整LR-952煅烧晶种加量，提高煅烧温度，保证低晶种加量情况下的金红石转换率，提高转化过程中的晶种尺寸，达到提高产品遮盖力的目的。

煅烧晶种具有降低二氧化钛的相变温度，调整金红石型二氧化钛的晶粒大小及离子形貌的作用，其加入量增加，所烧制的二氧化钛晶粒细小，粒子外形更为圆润，遮盖力会增加，但是煅烧晶种加入量过多时，对于遮盖力的提高贡献就没有明显作用；而偏钛酸的煅烧过程中温度升高，遮盖力也会增加，但温度提高太多，又会造成二氧化钛粒子过度烧结，遮盖力又会下降，因此，本发明采用调配煅烧晶种的添加比例和调整煅烧温度来获得高的遮盖力。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高遮盖力钛白粉，其由以下步骤制备得到：

1、原矿粉碎，2、酸解，3、浸取，4、还原，5、沉降，6、钛液的浓缩，7、水解，8、水洗和漂白，9、盐处理，10、过滤、煅烧、表面处理，11、干燥、除尘，其特征在于：向漂白过程中的偏钛酸溶液中加入相当于TiO2含量的2.0-3.0%的煅烧晶种，煅烧温度为700-960℃；

优选地，煅烧晶种的加入量为2.9%、2.6%、2.3%；

优选地，煅烧温度为，750℃、800℃、850℃、900℃、950℃。

盐处理工艺步骤具体如下：第1步，在漂白后的偏钛酸溶液加入2.0-3.0%的煅烧金红石型晶种；第2步，加入ZnO、NH4H2PO4、 KOH、Al2(SO4)3。用泵送入窑尾贮槽。但是上述五类物质加入比例需要严格控制。

其中，上述盐处理用金红石型晶种具体制备方法如下：

A.正钛酸钠的制备：经二洗压滤机过滤洗涤合格铁含量低于50ppm的TiO2水合物，用泵送到偏钛酸加热计量槽、NaOH经碱加热计量槽计量后分别加热到60℃和90℃后，将TiO2水合物NaOH和放入碱熔罐中进行反应与50％NaOH溶液反应，生成正钛酸钠。经冷却后用泵打入压滤机经过上片、洗涤、卸料、滤饼打浆，把正钛酸钠从含有大量游离NaOH溶液的滤液中分离出来，15％NaOH滤液流入氨水收集槽，再用泵送外系统作尾气喷淋用。用压滤机洗涤正钛酸钠滤饼中的NaOH，当测量滤液NaOH含量小于1500ppm后，卸料入打浆槽，然后再用10％盐酸中和至pH值在3.5～4.0范围，用泵打入压滤机再经过上片、洗涤、直至水洗滤液pH值大于7时，卸料、滤饼打浆，制得TiO2浓度控制在200～220g/l，用于晶种制备的正钛酸中间产品。B.晶种制备：步骤A制的正钛酸钠与30％的盐酸反应生成金红石型煅烧晶种，制作好的晶种用泵打入贮槽中。

有益效果：发明在大量、反复的试验基础上，不断总结经验、改进完善，确定了如本发明所述的高遮盖力钛白粉生产方法，通过降低煅烧晶种的含量，调控煅烧过程中的温度，以达到提高二氧化钛遮盖力的目的。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

实施例1

本实施例高遮盖力金红石型钛白粉生产方法包括下述步骤：

（1）制备偏钛酸浆料：取一洗过后的偏钛酸，加入足量的去离子水，配置成浆料总质量为1500g，TiO2含量为25%的偏钛酸浆料；

（2）偏钛酸的漂白：向偏钛酸浆料中缓慢加入90g，98%的浓硫酸，并加以搅拌，然后将体系在水浴中加热至60℃；

（3）向上述浆料中加入相当于TiO2含量的2.3%煅烧晶种，搅拌30min后加入12g质量分数为5.15%的Ti3+溶液，然后继续搅拌90min；

（4）用温度为50-80℃的去离子水洗涤漂白后的偏钛酸，然后打浆配置为300g/L的偏钛酸浆料并对浆料二价铁进行定量分析，控制在20ppm范围以内；

（5）向上述浆料中加入5.84g质量分数为17.31%的KOH（其加入量以K2O质量计，占二氧化钛质量的0.27%）；

（6）加入3.14g质量分数为23.86%的H3PO4（其加入量以P2O5质量计，占二氧化钛质量的0.20%）；

（7）加入17.95g质量分数为5.64%的Al2(SO4)3（其加入量以Al2O3质量计，占二氧化钛质量的0.27%）；

（8）加入56.25g质量分数为1.0%的MgSO4（其加入量以MgO质量计，占二氧化钛质量的0.15%）；

（9）将上述浆料烘干后在马弗炉中一小时内从室温升到700℃，然后以1℃/min 升温速度从700℃升温至950℃即得金红石型二氧化钛基材。

对比实施例

步骤对应于实施例1，只是调整了煅烧晶种含量为5%，煅烧温度在990℃范围内。

从表1可以看出，采用本发明方法制得的钛白粉基材的遮盖力较对比实施例得到了较大幅度提高，在高PVC浓度的涂料和油墨领域具有潜在应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高遮盖力钛白粉，其由以下步骤制备得到：1、原矿粉碎，2、酸解，3、浸取，4、还原，5、沉降，6、钛液的浓缩，7、水解，8、水洗和漂白，9、盐处理，10、过滤、煅烧、表面处理，11、干燥、除尘，其特征在于：在钛白粉的制备方法中向漂白过程中的偏钛酸溶液中加入相当于TiO2含量的2.0-3.0%的煅烧晶种，煅烧温度为700-960℃。

2.如权利要求1所述的一种高遮盖力钛白粉，其特征在于：煅烧晶种的加入量为2.9%或2.6%或2.3%。

3.如权利要求1所述的一种高遮盖力钛白粉，其特征在于：煅烧温度为750℃、800℃、850℃、900℃、950℃。

4.如权利要求1所述的一种高遮盖力钛白粉，其特征在于，盐处理工艺步骤具体如下：第1步，在漂白后的偏钛酸溶液加入2.0-3.0%的煅烧金红石型晶种；第2步，加入ZnO、NH4H2PO4、 KOH、Al2(SO4)3。