CN112679992A

CN112679992A - 一种无机建筑涂料用钛白粉及其制备方法

Info

Publication number: CN112679992A
Application number: CN202011566212.8A
Authority: CN
Inventors: 潘巧珍; 朱贤荣; 蒋磊; 杨伟伟
Original assignee: Yunnan Gangfeng New Materials Co ltd; Jiangsu Tefeng New Material Technology Co ltd
Current assignee: Yunnan Gangfeng New Materials Co ltd; Jiangsu Tefeng New Material Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2020-12-25
Publication date: 2021-04-20

Abstract

本发明涉及一种无机建筑涂料用钛白粉，将洗净的偏钛酸通过加入分散剂聚合羧酸盐，进行钾、磷、铝盐处理后煅烧，通过加入助磨剂进行研磨粉碎，再将初粉后的钛白粉加入分散剂砂磨通过振动筛进一步分级处理，去除粗大粒子及其它杂质，然后再进行在TiO₂粒子表面锆、硅、铝包膜，水洗后制成高浓度的浆液加入多元醇，干燥后气粉。得到无机建筑涂料中超分散、高耐候、高遮盖力的钛白粉。

Description

一种无机建筑涂料用钛白粉及其制备方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种无机建筑涂料用钛白粉制备方法。

背景技术

钛白粉在涂料行业是不可缺少的白色颜料，它不溶于水和弱酸，耐热性好，具有无毒、最佳的不透明性、最佳的白度和光亮度。因为钛白粉的耐候性良好，所以制备的涂料时间久远而不变色，表面润湿性能良好，易于分散。钛白粉具有高的着色力和光扩散性。当钛白粉被分散到相应的介质中，可以使产品展现出高的遮盖力和耐候性。近年来，国内的硫酸法金红石钛白粉逐渐成熟，产品在建筑涂料中得到普遍的应用，

由于有机类建筑涂料加工时会产生大量的有害物质造成了环境污染。同时，有机涂料涂饰在墙体表面，一段时间后，将使墙面涂膜出现空鼓、起泡甚至掉皮脱落。

无机建筑涂料的基料主要是硅溶胶和硅酸盐溶液，绿色环保，该涂料在施工时，通过石化反应与墙体结合牢固，无明显界面层，与以往有机涂料的成膜原理有根本意义上的不同。无机涂料具有良好的透气性、抗污染性以及优良的综合环保性能。涂层不起泡，不卷皮，不脱落。无机建筑涂料广泛使用是未来发展方向。

现有的普通的钛白粉与无机建筑涂料基料往往是通过加入分散剂砂磨后使用，通过简单搅拌不能充分湿润，分散性差，涂膜不均匀，有大量的颗粒，根本无法使用。

发明内容

本发明的目的是解决采用现有技术处理的钛白粉与无机建筑涂料基料硅酸盐通过简单的搅拌润湿、分散性差的问题，提高钛白粉润湿、分散性的方法。

为了实现上述目的，本发明所要解决的技术问题是钛白粉生产过程中通过特定的工艺技术，改进其钛白粉表面的羟基结构，改善其在建筑涂料体系的触变性，能够与无机建筑涂料基料硅酸盐溶胶实现钛白粉在水性无机建筑涂料基料中润湿性好、分散性好、提高钛白粉遮盖力高、耐候性好的钛白粉制造方法。

本发明生产钛白粉的方法包含如下几个步骤：

(1)水洗完全干净后的偏钛酸，制成浓度为300-400g/l(以二氧化钛浓度计)的悬浮浆液，在浆液中加入的0.001-005％分散剂聚羧酸盐类，用无机碱溶液调整浆液pH为8-10。增强盐处理剂的表面吸附，使煅烧的钛白粉粒子更致密。

(2)将上述打浆液加入盐处理剂，加入0.35-0.55％氢氧化钾、0.08-0.25％磷酸及0.25-0.45％铝盐类，4-6％金红石晶种，搅拌30-70分钟。降低煅烧温度，提高产品的颜料性能耐候性。

(3)将上述处理后的悬浮液制成滤饼，通过脱水干燥后，置于900-920℃马弗炉内煅烧50-65分钟。

(4)将上述煅烧产品加入0.001-0.01％有机硅分散剂进行研磨粉碎，降低一次粒子之间的作用力更易粉碎。

(5)将粉碎的样品加入去离子水，制成浓度为600-1000g/l的浆液，并加入0.1-0.5％六偏磷酸钠，并用无机碱溶液调整浆液pH为9-11，通过提高颗粒的分散效果进行砂磨。使钛白粉颗粒能够以单一颗粒存在于体系中，使后续包膜的氧化物薄膜能够均匀包覆在每一个颗粒表面。

(6)将砂磨后的浆液分别通过325目、400目及800目振荡筛过滤，进一步除去钛白粉粗大粒子及其它杂质。

(7)调整浆液浓度到300-400g/l并升温到45-60℃，1并调pH5-7，在此pH范围内加入0.3-1.0％，氯化氧锆，加完后熟化0.5-1小时。通过沉积的水合氧化锆膜层，可以提高产品的耐候性，并能与二氧化钛颗粒表面很好地结合，使后续的水合氧化铝膜层包覆得更紧密。。

(8)将上述浆液升温到80-90℃，加入4.0-5.0％，硅溶胶，控制PH为9.0-10，加完后熟化3-4小时。高温、高PH使包膜的硅氧化物膜表面光滑致密，提高产品的亲水性和耐候性。

(9)将上述浆液降温到60-70℃，加入3-4％偏铝酸钠或者硫酸铝，控制PH为5.5-6.5，加完后熟化2＝3小时。通过沉积的水合氧化铝膜层可以提高产品的耐候性、光泽。

(10)用无机酸碱调整钛白浆液pH5-7，并熟化1-2小时使充分稳定。

(11)进行洗涤后再制成浓度为40-65％浆液加入0.08-0.5％有机处理剂醇胺类，干燥，气流粉碎。通过有机处理剂本身固有的活性基团附着在粉体颗粒表面，通过降低体系基料的表面张力，提高颗粒分散性。

本发明中涉及的百分比均为质量百分比。

本发明的有益效果如下：

本发明通过在偏钛酸中加入少量的分散剂，使盐处理剂充分吸附于水合二氧化钛粒子表面，使煅烧产品更致密，提高了钛白粉产品的耐候性。通过加入助磨剂对钛白初品研磨粉碎，湿磨分级处理去除粗大粒子，确保锆、硅、铝氧化物致密膜包覆在单个颗粒表面，提高钛白粉产品的分散性、遮盖力、耐候性。气粉前加入的处理剂降低了基料的表面张力，改善了颗粒在基料中的触变性，更加提高钛白粉颗粒的分散性，使无机建筑涂料钛白粉遮盖力、耐候性、光泽等应用性能都有极佳的表现。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的描述：

实施例1

(1)取水洗完全干净后的偏钛酸，制成浓度为350g/l的悬浮浆液，加入0.001％聚羧酸盐搅拌均匀后，用无机碱溶液调整浆液pH为8。

(2)进行盐处理，加入0.35％氢氧化钾，0.1％磷酸及0.25％硫酸铝，5％金红石晶种，搅拌60分钟。

(3)过滤，通过脱水干燥后，置于900℃马弗炉内煅烧50分钟。

(4)加入0.001％有机硅分散剂进行研磨粉碎。

(5)将研磨粉碎的样品加入离子水，制成浓度为800g/l的浆液，并加入0.2％六偏磷酸钠，用无机碱溶液调整浆液pH为9，进行砂磨。

(6)将砂磨后的浆液分别通过325目、400目及800目振荡筛过滤，进一步除去钛白粉粗大粒子及其它杂质。。

(7)调整浆液浓度到350g/l并升温到50℃，并调pH5，加入0.3％，氯化氧锆，控制PH为5，加完后熟化0.5小时。

(8)将上述浆液升温到90℃，加入4.0％，硅溶胶，控制PH为9.0-9.5，加完后熟化3小时。

(9)将上述浆液降温到60℃，加入3％偏铝酸钠，控制PH为5.5，熟化2小时。

(10)用氢氧化钠调整pH到5.5，并熟化1时间使充分稳定。

(11)进行洗涤后再制成浓度为50％浆液加入0.08％多元醇，干燥，气流粉碎。

实施例2

同实施例1，不同之处是(1)水洗后的干净偏钛酸制成浓度为380g/l的悬浮浆液，加入0.003％分散剂聚羧酸搅拌均匀后，用无机碱溶液调整浆液pH为9。

实施例3

同实施例1，不同之处是(11)进行洗涤后再制成浓度为45％浆液加入0.2％多元醇，干燥，气流粉碎。

实施例4

同实施例1，不同之处是步骤(1)中制成浓度为350g/l的悬浮浆液，加入0.003％分散剂聚羧酸搅拌均匀后，用无机碱溶液调整浆液pH为10。步骤(7)中调整浆液浓度到300g/l并升温到55℃，并调pH5，加入0.3％氯化氧锆，控制PH为5，加完后，熟化0.5小时。

实施例5

同实施例4，不同之处是步骤(11)中进行洗涤后再制成浓度为50％浆液加入0.08％多元醇，干燥，气流粉碎。

实施例6

同实施例1，不同之处是步骤(4)将煅烧产品加入0.005％有机硅分散剂进行研磨粉碎。对比例为市售普通钛白粉产品未经特殊处理。

将本发明中的钛白粉与市售普通钛白粉产品比较结果如下。

表1

样品

实例1

实例2

实例3

实例4

实例5

实例6

普通产品

基料分散

9

10

12

10

12

30

涂膜

均匀

不均匀

遮盖力

92.1

92.2

92.1

91.9

92.3

91.9

85

耐候性

好

差

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims

1.一种无机建筑涂料用钛白粉的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)水洗完全干净后的偏钛酸，制成浓度为300-400g/l的悬浮浆液，在浆液中加入的0.001-005％聚羧酸盐类，用无机碱溶液调整浆液pH为8-10，

(2)在上述浆液中加入0.35-0.55％氢氧化钾、0.08-0.25％磷酸及0.25-0.45％铝盐类，4-6％金红石晶种，搅拌30-70分钟，

(3)将上述处理后得到的悬浮液制成滤饼，通过脱水干燥后，置于900-920℃马弗炉内煅烧50-65分钟，

(4)将上述煅烧产品加入0.001-0.01％有机硅进行研磨粉碎，

(5)将粉碎的样品加入去离子水，制成浓度为600-1000g/l的浆液，并加入0.1-0.5％六偏磷酸钠，再用无机碱溶液调整浆液pH为9-11，进行砂磨，

(6)将砂磨后的浆液分别通过325目、400目及800目振荡筛过滤，进一步除去钛白粉粗大粒子及其它杂质，

(7)调整浆液浓度到300-400g/l并升温到45-60℃，1并调pH5-7，在此pH范围内加入0.3-1.0％的氯化氧锆，加完后熟化0.5-1小时，

(8)将上述浆液升温到80-90℃，加入4.0-5.0％的硅溶胶，控制PH为9.0-10，加完后熟化3-4小时，

(9)将上述浆液降温到60-70℃，加入3-4％偏铝酸钠或者硫酸铝，控制PH为5.5-6.5，加完后熟化2-3小时，

(10)用无机酸碱调整钛白浆液pH5-7，并熟化1-2小时，

(11)将熟化后浆液洗涤后再制成浓度为40-65％浆液加入0.08-0.5％有机处理剂醇胺类，干燥，气流粉碎。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)的悬浮浆液中加入0.002-0.005％聚羧酸盐类。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中用无机碱溶液调整浆液pH为9。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(4)中，加入0.002-0.01％有机硅进行研磨粉碎。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(11)中制成浓度为45-50％浆液加入0.08-0.5％多元醇类。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是步骤(11)中制成浓度为50％浆液加入0.08％多元醇类。

7.根据权利要求1-6任一方法制备得到的钛白粉。