CN111875990A - 一种复合钛白粉及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于颜料技术领域，特别涉及一种复合钛白粉及其制备方法和应用。本发明提供的复合钛白粉，包括内核和所述内核表面的包覆物，所述内核为树脂乳胶包覆偶联改性硅系矿物颗粒，所述偶联改性硅系矿物颗粒由偶联剂改性硅系矿物得到；所述包覆物为偶联改性钛白粉，所述偶联改性钛白粉由偶联剂改性钛白粉得到；所述硅系矿物和钛白粉的质量比为(2～4)：(1～3)。在本发明中，偶联剂可以增强硅系矿物颗粒与乳胶的静电作用，形成较为紧密的包覆；乳胶有利于提高偶联改性硅系矿物颗粒和偶联改性钛白粉之间的结合力。测试结果表明，本发明提供的复合钛白粉白度为95.7～97.3，遮盖力为19.4～22.4g/m2。

Description

一种复合钛白粉及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于颜料技术领域，特别涉及一种复合钛白粉及其制备方法和应用。
背景技术
钛白粉作为一种白色颜料，是迄今为止人们公认的最佳的白色颜料，广泛用于涂料、塑料、造纸、橡胶、油墨、化妆品、陶瓷和新型建材等领域。实际上，钛白粉发挥颜料遮色作用的只是颗粒外表面，而粒子的内核(约占钛白粉总体30～60％)则没有发挥该作用。因此，采用低成本、具有较高遮盖的体质颜料去替代钛白粉内核形成复合钛白粉(如包覆型钛白粉)，则可极大的提高颜料级钛白粉的资源利用率。
目前，常用的复合钛白粉的包覆工艺，主要是采用超细白色矿物粉体(如碳酸钙、高岭土、重晶石等矿物)为包核基体，二氧化钛为包膜物直接混合制备复合钛白粉，上述的包覆工艺简单，但包核基体与二氧化钛包膜物颗粒之间的结合力较弱，包覆率低，白度、遮盖力等包覆效果不理想。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合钛白粉，所述复合钛白粉中的包核基体与二氧化钛包膜物颗粒之间结合力强，包覆率高，表现出优良的白度和遮盖力。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种复合钛白粉，包括内核和所述内核表面的包覆物，所述内核为树脂乳胶包覆偶联改性硅系矿物颗粒，所述偶联改性硅系矿物颗粒由偶联剂改性硅系矿物得到，所述内核中偶联剂与硅系矿物的质量比为(0.01～0.015)：1，所述树脂乳胶与硅系矿物的质量比为(0.02～0.04)：1；
所述包覆物为偶联改性钛白粉，所述偶联改性钛白粉由偶联剂改性钛白粉得到，所述包覆物中偶联剂与钛白粉的质量比为(0.01～0.02)：1；
所述硅系矿物和钛白粉的质量比为(2～4)：(1～3)。
优选的，所述钛白粉为硅铝包膜的金红石型钛白粉；所述硅铝包膜的金红石型钛白粉中铝包膜质量百分比为3.3％，硅包膜质量百分比为5.5％；所述钛白粉的中位粒径为0.4～0.5μm。
优选的，所述硅系矿物包括二氧化硅、硅灰石、叶腊石、滑石、高岭土、云母和长石中的一种或多种；所述硅系矿物的中位粒径为2～3μm，白度≥93。
优选的，所述偶联剂包括硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。
优选的，所述树脂乳胶来源于树脂乳液；所述树脂乳液包括丙烯酸酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的一种或多种；所述树脂乳液的玻璃化温度为30～80℃。
本发明还提供了上述技术方案所述复合钛白粉的制备方法，包括以下步骤：
将硅系矿物浆料和第一偶联剂混合，经第一均化，得到均化浆料；
将所述均化浆料和树脂乳液混合，得到乳液-均化浆料；
将所述乳液-均化浆料进行喷雾干燥处理，得到内核，所述喷雾干燥处理中进风温度为170～190℃，出风温度为80～85℃；
将钛白粉和第二偶联剂混合，经第二均化，得到包膜料；
将所述内核和包膜料混合，进行自组装，得到所述复合钛白粉。
优选的，所述第一偶联剂的质量为硅系矿物质量的1～1.5％。
优选的，所述第二偶联剂的质量为钛白粉质量的1～2％。
优选的，所述自组装的温度为60℃，时间为30min。
本发明还提供了上述技术方案所述复合钛白粉或上述技术方案所述制备方法制备得到的复合钛白粉作为白色颜料在涂料、油墨、塑料、造纸、橡胶、化妆品、陶瓷或建材领域中的应用。
本发明提供了一种复合钛白粉，包括内核和所述内核表面的包覆物，所述内核为树脂乳胶包覆偶联改性硅系矿物颗粒，所述偶联改性硅系矿物颗粒由偶联剂改性硅系矿物得到，所述内核中偶联剂与硅系矿物的质量比为(0.01～0.015)：1，所述树脂乳胶与硅系矿物的质量比为(0.02～0.04)：1；所述包覆物为偶联改性钛白粉，所述偶联改性钛白粉由偶联剂改性钛白粉得到，所述包覆物中偶联剂与钛白粉的质量比为(0.01～0.02)：1；所述硅系矿物和钛白粉的质量比为(2～4)：(1～3)。在本发明中，偶联剂有利于提高钛白粉和硅系矿物的分散均匀性，同时，可以提供正电荷，增强硅系矿物颗粒的正电性，有利于与带负电荷的乳胶通过静电作用形成较为紧密的包覆从而形成内核，还有利于增强硅系矿物与乳胶的亲和性和相容性，增强相互作用力；在本发明中，乳胶作为硅系矿物内核与偶联剂改性二氧化钛包膜物颗粒之间的连接层，有利于提高硅系矿物颗粒和钛白粉之间的结合力，提高复合钛白粉的包覆率。
实施例测试结果表明，本发明提供的复合钛白粉白度为95.7～97.3，吸油值为27～37g/100g，遮盖力为19.4～22.4g/m2，对比率为0.928～0.956，具有良好的白度和遮盖力。
本发明还提供了一种复合钛白粉的制备方法，包括以下步骤：将硅系矿物浆料和第一偶联剂混合，经第一均化，得到均化浆料；将所述均化浆料和乳液混合，得到乳液-均化浆料；将所述乳液-均化浆料进行喷雾干燥处理，得到内核，所述喷雾干燥处理中进风温度为170～190℃，出风温度为80～85℃；将钛白粉和第二偶联剂混合，经第二均化，得到包膜料；将所述内核和包膜料混合，进行自组装，得到所述复合钛白粉。本发明先采用偶联剂对硅系矿物颗粒表面进行改性，增加硅系矿物颗粒表面正电荷数量，以利于硅系矿物颗粒与乳胶通过静电作用形成紧密的乳胶包覆的颗粒，喷雾干燥促进乳液的粒子迅速脱水成膜，并在硅系矿物颗粒表面形成一层均匀的乳液包覆层；利用乳胶粒子在高温下软化，粘接偶联剂改性二氧化钛包膜物颗粒，以实现自组装得到内核为硅系矿物、外层为二氧化钛的复合钛白粉。本发明提供的制备方法工艺简单、易于操作，适宜规模化生产，显著降低钛白粉生产成本，具有较高的经济价值。
附图说明
图1为本发明中复合钛白粉的制备方法流程图；
图2为实施例3所得复合钛白粉的SEM图；
图3为实施例3所得复合钛白粉超声后的SEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种复合钛白粉，包括内核和所述内核表面的包覆物，所述内核为树脂乳胶包覆偶联改性硅系矿物颗粒，所述偶联改性硅系矿物颗粒由偶联剂改性硅系矿物得到，所述内核中偶联剂与硅系矿物的质量比为(0.01～0.015)：1，所述树脂乳胶与硅系矿物的质量比为(0.02～0.04)：1；
所述包覆物为偶联改性钛白粉，所述偶联改性钛白粉由偶联剂改性钛白粉得到，所述包覆物中偶联剂与钛白粉的质量比为(0.01～0.02)：1；
所述硅系矿物和钛白粉的质量比为(2～4)：(1～3)。
在本发明中，若无特殊说明，所述各组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明所述复合钛白粉的内核为树脂乳胶包覆偶联改性硅系矿物颗粒，所述偶联改性硅系矿物颗粒由偶联剂改性硅系矿物得到。在本发明中，所述硅系矿物优选包括二氧化硅、硅灰石、叶腊石、滑石、高岭土、云母和长石中的一种或多种。在本发明中，所述硅系矿物的中位粒径优选为2～3μm，更优选为2.2～2.8μm。在本发明中，所述硅系矿物的白度优选≥93。在本发明中，所述内核中偶联剂与硅系矿物的质量比为(0.01～0.015)：1，优选为(0.011～0.014)：1。
在本发明中，所述树脂乳胶来源于树脂乳液。在本发明中，所述树脂乳液优选包括丙烯酸酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的一种或多种。在本发明中，所述树脂乳液的玻璃化温度优选为30～80℃，更优选为40～80℃。在本发明中，所述树脂乳液最优选为玻璃化温度为30～40℃的硅丙乳液。在本发明中，所述树脂乳液的固含量优选为30～50％，更优选为35～50％。在本发明中，所述树脂树脂乳胶与硅系矿物的质量比为(0.02～0.04)：1，优选为(0.025～0.035)：1。
本发明所述复合钛白粉的包覆物为偶联改性钛白粉，所述偶联改性钛白粉由偶联剂改性钛白粉得到。在本发明中，所述钛白粉优选为硅铝包膜的金红石型钛白粉；所述硅铝包膜的金红石型钛白粉中铝包膜质量百分比为3.3％，硅包膜质量百分比为5.5％。在本发明中，所述钛白粉的中位粒径优选为0.4～0.5μm，更优选为0.42～0.48μm。在本发明中，所述包覆物中偶联剂与钛白粉的质量比为(0.01～0.02)：1，优选为(0.012～0.018)：1。
在本发明中，所述硅系矿物和钛白粉的质量比为(2～4)：(1～3)，优选为(2.5～3.5)：(1.5～2.5)。在本发明中，所述复合钛白粉是由中位粒径为2～3μm硅系矿物和中位粒径为0.4～0.5μm的二氧化钛颗粒经乳液包覆而形成，其中硅系矿物和二氧化钛颗粒粒径的级配控制在4～7倍，有利于钛白粉颗粒在硅系矿物内核表面的包覆。
在本发明中，所述内核和包覆物中的偶联剂优选独立地优选包括硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。在本发明中，所述硅烷偶联剂优选包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。在本发明中，所述钛酸酯偶联剂优选包括双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯的三乙醇胺螯合物、异丙氧基三(十二烷基苯磺酰氧基)钛酸酯和异丙氧基三油酸酰氧基钛酸酯中的一种或多种。在本发明中，当所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物时，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷和双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物的摩尔比优选为(1～3)：1，更优选为(1～2)：1。
本发明还提供了上述技术方案所述复合钛白粉的制备方法，包括以下步骤：
将硅系矿物浆料和第一偶联剂混合，经第一均化，得到均化浆料；
将所述均化浆料和树脂乳液混合，得到乳液-均化浆料；
将所述乳液-均化浆料进行喷雾干燥处理，得到内核，所述喷雾干燥处理中进风温度为170～190℃，出风温度为80～85℃；
将钛白粉和第二偶联剂混合，经第二均化，得到包膜料；
将所述内核和包膜料混合，进行自组装，得到所述复合钛白粉。
在本发明中，所述制备方法中各制备原料与上述复合钛白粉技术方案中组分一致，在此不再赘述。
图1为本发明中复合钛白粉的制备方法流程图，下面结合图1对本发明提供的复合钛白粉的制备方法进行详细论述。
本发明将由硅系矿物得到的硅系矿物浆料和第一偶联剂混合，经第一均化，得到均化浆料。
在本发明中，硅系矿物浆料的制备方法优选包括以下步骤：将硅系矿物与水混合，依次进行研磨、过筛和除铁处理，得到硅系矿物浆料。
在本发明中，所述硅系矿物的纯度优选≥96％。在本发明中，所述研磨的设备优选为卧式砂磨机。本发明通过研磨，有利于将硅系矿物形成硅系矿物分散均匀的浆料且保证硅系矿物颗粒的中位粒径为2～3μm。本发明对所述过筛没有特殊限定，以保证硅系矿物浆料中硅系矿物颗粒的中位粒径满足2～3μm即可。在本发明中，所述除铁处理的设备优选为永磁除铁过滤器。本发明通过对硅系矿物进行除铁，降低硅系矿物的磁性，避免磁性对二氧化钛包覆的不利影响。在本发明中，所述硅系矿物浆料的固含量优选为40～60％，更优选为45～55％。
在本发明中，所述第一偶联剂与硅系矿物的质量比优选为(0.01～0.015)：1，更优选为(0.011～0.014)：1。在本发明中，所述硅系矿物浆料与第一偶联剂的混合优选为在搅拌的条件下，将第一偶联剂滴加入硅系矿物浆料中。在本发明中，所述搅拌的速率优选为300～500rpm，更优选为350～450rpm。在本发明中，所述滴加的速率优选为1～1.2g/min，更优选为1.05～1.15g/min。在所述滴加前，本发明优选将所述硅系矿物浆料加热至60～90℃，更优选为65～85℃。在本发明中，所述加热、搅拌、滴加的方式以及滴加方向，有利于硅系矿物与偶联剂的均匀分散，实现偶联剂对硅系矿物的均化处理。在本发明中，所述第一均化处理的温度优选为70～80℃，更优选为72～78℃；时间优选为10～30min，更优选为10～20min。在本发明中，所述第一均化处理优选在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速率优选为300～500rpm，更优选为350～450rpm。
得到均化浆料后，本发明将所述均化浆料和树脂乳液混合，得到乳液-均化浆料。
在本发明中，所述均化浆料与乳液的混合优选在超声的条件下进行；所述超声的功率优选为300～600W，更优选为300～500W；时间优选为10～30min，更优选为10～20min。本发明通过超声，使乳液均匀分散于所述均化浆料中。
得到乳液-均化浆料后，本发明将所述乳液-均化浆料进行喷雾干燥处理，得到内核。
在本发明中，所述喷雾干燥处理中进风温度优选为170～190℃，更优选为175～185℃；出风温度优选为80～85℃，更优选为81～84℃。本发明通过控制喷雾干燥的进风温度和出风温度，有利于促进乳液-均化浆料中的乳液粒子迅速脱水成膜，并在硅系矿物颗粒表面形成一层均匀的乳液包覆层。
本发明将钛白粉和第二偶联剂混合，经第二均化，得到包膜料。
在本发明中，所述第二偶联剂与钛白粉的质量比优选为(0.01～0.02)：1，更优选为(0.012～0.018)：1。在本发明中，所述钛白粉和第二偶联剂的混合优选为在搅拌的条件下，将第二偶联剂加入钛白粉中；所述搅拌的速率优选为500～600rpm，更优选为520～580rpm。在本发明中，所述第二均匀的温度优选为60～90℃，更优选为65～85℃；时间优选为30min。在所述钛白粉和第二偶联剂混合前，本发明优选将钛白粉进行分散处理；所述分散处理优选为搅拌，所述搅拌的速率优选为500～600rpm，更优选为520～580rpm；时间优选为10min。
得到内核和包膜料后，本发明将所述内核和包膜料混合，进行自组装，得到所述复合钛白粉。
在本发明中，所述自组装的时间优选为10～30min，更优选为20～30min；温度优选为60～90℃，更优选为60～80℃；升温至所述自组装的温度的速率优选为5～20℃/min，更优选为8～15℃/min，最优选为10℃/min。在本发明中，所述包核和包膜料的混合以及自组装均优选在搅拌的条件下进行；所述包核和包膜料的混合以及自组装中搅拌的速率独立地优选为500～600rpm，更优选为520～580rpm。
本发明利用树脂乳液在高温下脱水成膜，形成乳胶层铺展在在硅系矿物颗粒表面，形成包覆层，得到乳液包覆的矿物内核；然后利用乳胶粒子在高温下软化，可以粘接粒径更小的二氧化钛粒子，得到内核为硅系矿物、表面为二氧化钛的复合钛白粉。
本发明还提供了上述技术方案所述复合钛白粉或上述技术方案所述制备方法制备得到的复合钛白粉作为白色颜料在涂料、油墨、塑料、造纸、橡胶、化妆品、陶瓷或建材领域中的应用。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种复合钛白粉及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将纯度为97％的硅灰石，经粗破后利用卧式砂磨机进行湿法研磨至中位粒径为2～3μm，经过筛、除铁后得到固含为50％的硅灰石浆料；
称取1200g所得硅灰石浆料，加热硅灰石浆料至80℃，在转速为400rpm的机械搅拌下，以1g/min的滴加速率将7.2g(占硅灰石质量的1.2％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为2：1)滴加至硅灰石浆料中，搅拌10min，随后加入18g(占硅灰石质量的3％)硅丙乳液，于400W功率条件下超声10min，得到乳液-均化浆料；将所得乳液-均化浆料喷雾干燥，控制进风温度为180℃和出风温度为82℃，得到内核；
称取400g中位粒径为0.4～0.5μm的硅铝包膜的金红石型钛白粉(铝包膜量为3.3％，硅包膜量为5.5％)在高速搅拌机中分散，加入6g(1.5％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)，加热至80℃、搅拌30min，得到包膜料；
将所述包核和包膜料在室温下置于高速搅拌机中于550rpm、室温条件下混合5min，然后升温至60℃，搅拌30min自组装，得到硅灰石为内核的复合钛白粉。
实施例2
将纯度为97％的二氧化硅，经粗破后利用卧式砂磨机进行湿法研磨至中位粒径为2～3μm，经过筛、除铁后得到固含为60％的二氧化硅浆料；称取1200g所得二氧化硅浆料，加热二氧化硅浆料至80℃，在转速为400rpm的机械搅拌下，以1g/min的滴加速率将8.64g(占二氧化硅质量的1.2％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为2：1)滴加至二氧化硅浆料中，搅拌10min，随后加入21.6g(占二氧化硅质量的3％)硅丙乳液，于400W功率条件下超声10min，得到乳液-均化浆料；将所得乳液-均化浆料喷雾干燥，控制进风温度为180℃和出风温度为82℃，得到内核；
称取400g中位粒径为0.4～0.5μm的硅铝包膜的金红石型钛白粉(铝包膜量为3.3％，硅包膜量为5.5％)在高速搅拌机中分散，加入6g(1.5％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)，加热至80℃、搅拌30min，得到包膜料；
将所述包核和包膜料在室温下置于高速搅拌机中于550rpm、室温条件下混合5min，然后升温至60℃，搅拌30min，得到二氧化硅为内核的复合钛白粉。
实施例3
将纯度为97％的高岭土，经粗破后利用卧式砂磨机进行湿法研磨至中位粒径为2～3μm，经过筛、除铁后得到固含为40％的高岭土浆料；称取1500g所得高岭土浆料，加热高岭土浆料至80℃，在转速为400rpm的机械搅拌下，以1g/min的滴加速率将7.2g(占高岭土质量的1.2％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为2：1)滴加至高岭土浆料中，搅拌10min，随后加入18g(占高岭土质量的3％)硅丙乳液，于400W功率条件下超声10min，得到乳液-均化浆料；将所得乳液-均化浆料喷雾干燥，控制进风温度为180℃和出风温度为82℃，得到内核；
称取400g中位粒径为0.4～0.5μm的硅铝包膜的金红石型钛白粉(铝包膜量为3.3％，硅包膜量为5.5％)在高速搅拌机中分散，加入6g(1.5％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)，加热至80℃、搅拌30min，得到包膜料；
将所述包核和包膜料在室温下置于高速搅拌机中于550rpm、室温条件下混合5min，然后升温至60℃，搅拌30min，得到二氧化硅为内核的复合钛白粉。
对实施例3所得复合钛白粉进行扫描电镜观察，所得SEM图见图2。由图2可见，采用乳液作为高岭土与二氧化钛颗粒之间的连接层，可得到内核为高岭土、外层为二氧化钛的复合钛白粉，包覆均一致密。
实施例4
将纯度为97％的硅灰石，经粗破后利用卧式砂磨机进行湿法研磨至中位粒径为2～3μm，经过筛、除铁后得到固含为50％的硅灰石浆料；称取1400g所得硅灰石浆料，加热硅灰石浆料至80℃，在转速为400rpm的机械搅拌下，以1g/min的滴加速率将8.4g(占硅灰石质量的1.2％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)滴加至硅灰石浆料中，搅拌10min，随后加入21g(占硅灰石质量的3％)硅丙乳液，于400W功率条件下超声10min，得到乳液-均化浆料；将所得乳液-均化浆料喷雾干燥，控制进风温度为180℃和出风温度为82℃，得到内核；
称取300g中位粒径为0.4～0.5μm的硅铝包膜的金红石型钛白粉(铝包膜量为3.3％，硅包膜量为5.5％)在高速搅拌机中分散，加入4.5g(1.5％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)，加热至80℃、搅拌30min，得到包膜料；
将所述包核和包膜料在室温下置于高速搅拌机中于550rpm、室温条件下混合5min，然后升温至60℃，搅拌30min，得到硅灰石为内核的复合钛白粉。
实施例5
将纯度为97％的二氧化硅，经粗破后利用卧式砂磨机进行湿法研磨至中位粒径为2～3μm，经过筛、除铁后得到固含为60％的二氧化硅浆料；称取1167g所得二氧化硅浆料，加热二氧化硅浆料至80℃，在转速为400rpm的机械搅拌下，以1g/min的滴加速率将8.4g(占二氧化硅质量的1.2％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)滴加至二氧化硅浆料中，搅拌10min，随后加入21g(占二氧化硅质量的3％)硅丙乳液，于400W功率条件下超声10min，得到乳液-均化浆料；将所得乳液-均化浆料喷雾干燥，控制进风温度为180℃和出风温度为82℃，得到内核；
称取300g中位粒径为0.4～0.5μm的硅铝包膜的金红石型钛白粉(铝包膜量为3.3％，硅包膜量为5.5％)在高速搅拌机中分散，加入4.5g(1.5％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)，加热至80℃、搅拌30min，得到包膜料；
将所述包核和包膜料在室温下置于高速搅拌机中于550rpm、室温条件下混合5min，然后升温至60℃，搅拌30min，得到二氧化硅为内核的复合钛白粉。
实施例6
将纯度为97％的高岭土，经粗破后利用卧式砂磨机进行湿法研磨至中位粒径为2～3μm，经过筛、除铁后得到固含为40％的高岭土浆料；称取1750g所得高岭土浆料，加热高岭土浆料至80℃，在转速为400rpm的机械搅拌下，以1g/min的滴加速率将8.4g(占高岭土质量的1.2％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)滴加至高岭土浆料中，搅拌10min，随后加入21g(占高岭土质量的3％)硅丙乳液，于400W功率条件下超声10min，得到乳液-均化浆料；将所得乳液-均化浆料喷雾干燥，控制进风温度为180℃和出风温度为82℃，得到内核；
称取300g中位粒径为0.4～0.5μm的硅铝包膜的金红石型钛白粉(铝包膜量为3.3％，硅包膜量为5.5％)在高速搅拌机中高速分散，加入4.5g(1.5％)偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯丙烯酰胺螯合物摩尔比为1：1)，加热至80℃、搅拌30min，得到包膜料；
将所述包核和包膜料在室温下置于高速搅拌机中于550rpm、室温条件下混合5min，然后升温至60℃，搅拌30min，得到二氧化硅为内核的复合钛白粉。
对实施例1～6所得复合钛白粉进行性能测试，测试方法及测试结果见表1。
表1实施例1～6所得复合钛白粉性能测试结果
Figure BDA0002622237450000111
Figure BDA0002622237450000121
由表1可见，本发明提供的复合钛白粉白度为95.7～97.3，吸油值为27～37g/100g，遮盖力为19.4～22.4g/m2，对比率为0.928～0.956，具有良好的白度和遮盖力。
对实施例1～6所得复合钛白粉进行结合力检测，测试方法为：将所制备的复合钛白粉分散于无水乙醇中，其中复合钛白粉在无水乙醇中的含量为8wt.％，于100W功率条件下超声10min。对实施例3超声后的复合钛白粉进行扫描电镜观察，见图3。由图3可见，超声后的复合钛白粉与超声前的复合钛白粉颗粒(图2)形貌无明显区别，未见有过多脱落的钛白粉颗粒分布在视野内，说明本发明提供的复合钛白粉中内核硅系矿物与外层钛白粉颗粒结合力优良。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合钛白粉，其特征在于，包括内核和所述内核表面的包覆物，所述内核为树脂乳胶包覆偶联改性硅系矿物颗粒，所述偶联改性硅系矿物颗粒由偶联剂改性硅系矿物得到，所述内核中偶联剂与硅系矿物的质量比为(0.01～0.015)：1，所述树脂乳胶与硅系矿物的质量比为(0.02～0.04)：1；
所述包覆物为偶联改性钛白粉，所述偶联改性钛白粉由偶联剂改性钛白粉得到，所述包覆物中偶联剂与钛白粉的质量比为(0.01～0.02)：1；
所述硅系矿物和钛白粉的质量比为(2～4)：(1～3)。
2.根据权利要求1所述的复合钛白粉，其特征在于，所述钛白粉为硅铝包膜的金红石型钛白粉；所述硅铝包膜的金红石型钛白粉中铝包膜质量百分比为3.3％，硅包膜质量百分比为5.5％；所述钛白粉的中位粒径为0.4～0.5μm。
3.根据权利要求1所述的复合钛白粉，其特征在于，所述硅系矿物包括二氧化硅、硅灰石、叶腊石、滑石、高岭土、云母和长石中的一种或多种；所述硅系矿物的中位粒径为2～3μm，白度≥93。
4.根据权利要求1所述的复合钛白粉，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。
5.根据权利要求1所述的复合钛白粉，其特征在于，所述树脂乳胶来源于树脂乳液；所述树脂乳液包括丙烯酸酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的一种或多种；所述树脂乳液的玻璃化温度为30～80℃。
6.权利要求1～5任一项所述复合钛白粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅系矿物浆料和第一偶联剂混合，经第一均化，得到均化浆料；
将所述均化浆料和树脂乳液混合，得到乳液-均化浆料；
将所述乳液-均化浆料进行喷雾干燥处理，得到内核，所述喷雾干燥处理中进风温度为170～190℃，出风温度为80～85℃；
将钛白粉和第二偶联剂混合，经第二均化，得到包膜料；
将所述内核和包膜料混合，进行自组装，得到所述复合钛白粉。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一偶联剂的质量为硅系矿物质量的1～1.5％。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二偶联剂的质量为钛白粉质量的1～2％。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述自组装的温度为60℃，时间为30min。
10.权利要求1～5任一项所述复合钛白粉或权利要求6～9任一项所述制备方法制备得到的复合钛白粉作为白色颜料在涂料、油墨、塑料、造纸、橡胶、化妆品、陶瓷或建材领域中的应用。
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