CN114085554A - 一种高光泽高耐候钛白粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高光泽高耐候钛白粉的制备方法，至少包括以下步骤：S1.取钛白粉初品，制备得到二氧化钛初级料浆，所述二氧化钛初级料浆过≥200目筛，且筛余≤0.5％；S2.加入铝源、磷源，混合均匀；S3.研磨，直至料浆过≥400目筛，且筛余≤0.05％，D50粒径为0.30～0.35μm，PSD≤1.50，得到含有铝、磷预涂层的二氧化钛料浆；S4.然后同时加入可溶性锆源和可溶性磷酸源，且可溶性锆源中添加有缓冲对，均化后形成磷酸锆膜层。采用本申请提供的方法制备得到的钛白粉，具有较高的光泽度和耐候性，可满足特殊领域需求。

Description

一种高光泽高耐候钛白粉的制备方法

技术领域

本发明属于颜料制备技术领域，具体涉及了一种高光泽高耐候钛白粉的制备方法。

背景技术

钛白粉作为首选的白色颜料，具有最佳的不透明性、最佳白度、光亮度和无毒而被广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨等领域。在众多应用领域中，从产品要求的角度来看，最苛刻的应用是在高温和户外涂料的使用。

二氧化钛颜料的光化学活性是影响耐候性的主要因素，未经表面处理的二氧化钛存在着一些晶格缺陷，其表面上存在许多光活化点，长期在紫外光的照射下，价带中的电子吸收光子能量，跃迁至导带，在晶格中自由移动。大部分电子和空穴发生复合反应，小部分的电子和空穴迁移到颗粒表面，分别被表面Ti⁴⁺位点和OH^-位点捕获，Ti⁴⁺被还原为Ti³⁺，释放出初生态氧，初生态氧原子具有极强的反应活性，可以使漆基的有机物被氧化，使有机物发生断裂或降解，破坏涂层的连续性，最终导致涂膜粉化、变色、泛黄、破裂等现象，导致耐候性降低。

外墙涂料不仅需要提供精美的外观，如颜色、光泽、不透明度，还要求有抗污效果，更主要的是提供基材的保护涂层，恶劣的环境、水分，尤其是紫外线的辐射都可能导致基材以及涂膜本身的破坏。二氧化钛颜料作为涂料的主要成分之一，在耐候的涂料中起着重要作用。由于二氧化钛吸收紫外光，因此将TiO₂掺入醇酸涂料体系可保护树脂免受紫外线辐射，并提高耐候性。

目前，提高钛白粉耐候性的方法主要是在钛白粉颗粒表面包覆致密SiO₂膜层达到提高耐候性的目的。

光泽度是指物质对投射光的光线的反射能力，反射能力越强，光泽度越大，但在实际应用中颜料只是涂料组份中的一种，颜料本身无光泽，涂膜后才有光泽，影响二氧化钛颜料成膜后光泽度的主要原因是它的粒径、粒径分布和分散性，目前钛白粉提高光泽的方法主要有：一、通过提高料浆的分散性，优化包膜的均匀性与完整性，达到提高光泽的目的；二、通过锆膜层的包覆，达到提高光泽的目的；三、通过优化砂磨料浆的粒径及粒径分布，粒子分布越集中，颗粒越均匀，能够更好地、更加均匀地分散于体系中，易形成较平滑完整的涂膜，涂膜表面越光滑，平整度好，则反射的光线越多，光泽就越高。

专利CN 110003687 B通过将砂磨料浆稀释后加入高分子聚合物进行超声及搅拌，提高了料浆的分散性，以此提高光泽；专利CN104119703B公开了一种高光泽钛白粉的制备方法，通过锆包膜后再砂磨，提高钛白粉的分散性，并结合铝膜层的包覆，达到提高光泽的目的；CN102936040B通过在偏钛酸料浆中加入含镁化合物、含锆化合物、含钾化合物制备二氧化钛初品料浆，并结合铝膜层的包覆，达到提高光泽和遮盖的目的；专利CN 105062150 B采用两步法，在二氧化钛包膜过程中同时实现分散剂和包覆二氧化硅的功能，达到提高耐候性的目的；CN 111621171 A通过在钛白粉初品料浆中加入预分散剂柠檬酸三钠的同时添加氯化钠，再在钛白粉颗粒表面包覆致密SiO₂包覆层，利用柠檬酸三钠的分散及诱导作用，改善了SiO₂包覆层的致密性和均匀性，同时适量NaCl的加入可以提升硅酸凝胶速度，从而得到具有较高的耐候性能的钛白粉。

因此，料浆的预处理分散，对包覆的均匀性和致密性起到至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种高光泽高耐候钛白粉的制备方法。

本发明的目的是以下述技术方案实现的：

一种高光泽高耐候钛白粉的制备方法，至少包括以下步骤：

S1.取钛白粉初品，制备得到二氧化钛初级料浆，所述二氧化钛初级料浆过≥200目筛，且筛余≤0.5％；

S2.向步骤S1的初级料浆中加入铝源、磷源，混合均匀；S3.将步骤S2的料浆进行研磨，直至料浆过≥400目筛，且筛余≤0.05％，D50粒径为0.30～0.35μm，PSD≤1.50，得到含有铝、磷预涂层的二氧化钛料浆，所述预涂层中的磷铝比，以磷、铝单质摩尔比计，为(1～2):1；

S4.然后调节料浆pH为2～4，同时加入可溶性锆源和可溶性磷酸源，且所述可溶性锆源中添加有缓冲对，均化后形成磷酸锆膜层。

优选的，步骤S1所述钛白粉初品经粉碎、加分散剂打浆，然后湿磨制备得到所述二氧化钛初级料浆；所述二氧化钛初级料浆的浓度为500～1000g/L；

步骤S4首先将料浆浓度稀释为200～400g/L，然后进行磷酸锆包膜。

优选的，步骤S2所述铝源加入量以Al₂O₃计，为所述二氧化钛基材质量的0.3～1.2wt％；所述磷源加入量以P₂O₅计，为所述二氧化钛基材质量的0.3～1.5wt％；所述铝源和所述磷源加入后，调节料浆pH为4～6。

优选的，步骤S4在60～90℃下进行；

所述可溶性锆源的添加量以ZrO₂计，为所述二氧化钛基材质量的0.3～0.8wt％，所述可溶性磷酸源的添加量以P₂O₅计，为所述二氧化钛基材质量的0.5～1.5wt％，所述可溶性锆源和可溶性磷酸源的加入时间为30～50min，均化时间为20～40min。

优选的，步骤S4所述缓冲对为柠檬酸-柠檬酸钠或草酸-草酸钠中的一种，用于维持所述可溶性锆源的pH为2.5～3.0。

优选的，在步骤S4包膜磷酸锆以后，还包括依次进行的氧化硅包膜和氧化铝包膜。

优选的，所述氧化硅包膜条件为：调节料浆pH至9.5～10.5，再加入硅酸盐溶液，加入时间为30～50min，然后均化20～40min，加入pH调节剂将料浆pH缓慢调至6.5～7.5，调节时间为90～180min，然后均化30～60min；所述硅酸盐加入量以SiO₂计，为所述二氧化钛基材的2.0～4.0wt％。

所述氧化铝包膜条件为：调节料浆的pH至7.5～8.5，并流加入碱性铝盐和酸性铝盐，并流加入时间为60～180min，保持pH＝7.5～8.5，然后均化20～60min；所述碱性铝盐和酸性铝盐总的加入量以Al₂O₃计，为所述二氧化钛基材的3.0～6.0wt％。

优选的，所述碱性铝盐为NaAlO₂，所述酸性铝盐为Al₂(SO₄)₃，所述NaAlO₂与所述Al₂(SO₄)₃的添加比例以Al₂O₃计，为(1～1.5):1。

优选的，在氧化铝包膜以后还包括：调节料浆pH5.0～6.0，调节时间为60～180min，然后均化60～120min。

本发明还提供了一种高光泽高耐候钛白粉，它为采用如上所述的方法制备获得，包括二氧化钛基材以及位于所述二氧化钛基材表面的包膜层，所述包膜层由内至外依次包括磷酸铝膜层、磷酸锆膜层、氧化硅膜层和氧化铝膜层。

本申请首先将磷源、铝源添加至二氧化钛初级料浆，在将二氧化钛颗粒研磨至原级粒径的过程中，磷、铝也沉淀在二氧化钛颗粒表面，形成预涂层，既可作为分散剂防止二氧化钛颗粒絮凝，有助于后续包膜处理，又降低了二氧化钛颗粒的光活性，提高了产品的耐候性和耐光性。然后在预涂层表面采用同时加入添加有缓冲对的可溶性锆源和可溶性磷酸源包膜磷酸锆，形成了致密均匀的磷酸锆膜层，而且该膜层与二氧化钛颗粒结合紧密，很难机械分离，进一步提高了产品的光泽性和耐候性。因此，采用本申请提供的方法制备得到的钛白粉，具有较高的光泽度和耐候性，可满足特殊领域需求。

附图说明

图1是AlPO₄四面体结构示意图。

图2是实施例1～3及对比例产品在醇酸氨基树脂体系以氙灯快速老化实验，60°保光率随时间变化图。

具体实施方式

本发明提供的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，至少包括以下步骤：

S1.取钛白粉初品，制备得到二氧化钛初级料浆，二氧化钛初级料浆过≥200目筛，且筛余≤0.5％；

S2.向步骤S1的初级料浆中加入铝源、磷源，混合均匀；

S3.将步骤S2的料浆进行研磨，直至二氧化钛颗粒达到原级粒径，即过≥400目筛，且筛余≤0.05％，粒径D50为0.30～0.35μm，PSD≤1.50，得到含有铝、磷预涂层的二氧化钛料浆，预涂层中的磷铝比，以磷铝单质摩尔比计，为(1～2):1；

S4.调节料浆pH为2～4，同时加入可溶性锆源和可溶性磷酸源，可溶性锆源中添加有缓冲对，均化后形成磷酸锆膜层。

现有技术在对二氧化钛进行无机包膜处理前，首先将二氧化钛初品粉碎、加分散剂打浆，然后通过湿磨将二氧化钛颗粒初级研磨，进一步磨碎在上道工序产生的聚集粒子、附聚粒子和絮凝粒子。因其粒子间的结合力非常弱，很容易采用普通湿磨的方式将它们打开，在分散剂的作用下，可防止它们再聚凝在一起，满足后续砂磨研磨粉碎要求；再进行砂磨使二氧化钛颗粒达到原级粒径，然后再进行无机包膜。然而，钛白粉初品制备过程中，均需经过盐处理，盐处理时添加的盐处理剂包括铝盐、磷盐和钾盐，通过煅烧，氧化铝一部分进入TiO₂晶格中，一部分在晶格表面，有利于提高光稳定性，而采用现有无机包膜预处理工艺，经过湿磨、砂磨容易破坏晶格及其表面的氧化铝，进而影响光稳定性。

因此本申请提出了一种新的预处理方法，首先将钛白粉初品按常规方法如粉碎、加分散剂打浆、湿磨，制备得到过≥200目筛，且筛余≤0.5％的初级料浆，该初级料浆中钛白颗粒得到初级研磨，料浆中聚集粒子、附聚粒子和絮凝粒子等被充分分散，然后在进一步研磨之前加入铝源和磷源，在研磨过程中，含铝和磷的化合物作为一个整体涂层沉淀在钛白粉颗粒上，形成含有铝和磷的复合物的预涂层，一方面该预涂层与打浆过程中使用的分散助剂协同作用，通过控制颗粒之间的相互作用来稳定浆料，达到1+1＞2的目的，使料浆高度分散；另一方面，通过砂磨过程，该预涂层形成了磷酸铝膜层，结构上以AlPO₄四面体的链状连接(如图1所示)，相比常规的磷酸铝包膜，既可作为分散助剂防止颗粒絮凝外，还提高了产品的耐候性和耐光性；而且通过控制预涂层中的P/Al比，不仅达到降低二氧化钛颗粒的光活性的目的，还可通过适量的磷控制体系的粘度及预涂层中的铝配位，使料浆达到最佳的分散状态。

在预涂层形成以后，然后在其表面首先沉淀磷酸锆，进一步提高产品的光泽性。在磷酸锆包膜形成过程中，本申请采取同时加入可溶性锆源及可溶性磷酸源的方法，方便地沉淀出含水磷酸锆，导致含水磷酸锆沉淀在二氧化钛颗粒上，同时沉淀的含水磷酸锆在整个pH范围内基本不溶，具有很难从二氧化钛颗粒上机械分离的优势，即使经过后续水洗、闪蒸、汽粉等工段，磷酸锆膜层仍能稳定结合在二氧化钛颗粒表面。

另外，由于可溶性锆源和磷酸源一般以溶液形式加入，而可溶性锆源溶液的酸性很强，pH在0.5～1.0之间，不利于均匀包膜，因此本申请在可溶性锆源中添加有缓冲对，可缓冲控制可溶性锆源溶液pH，使反应缓慢进行，利于生成均匀的致密膜层，同时缓冲对还有分散和诱导的作用，改善膜层致密性和均匀性，进而提高产品的耐候性。

因此，本申请首先将磷源、铝源添加至二氧化钛初级料浆中，然后在将二氧化钛颗粒研磨至原级粒径的过程中，磷、铝也沉淀在二氧化钛颗粒表面，形成预涂层，既可作为分散剂防止二氧化钛颗粒絮凝，有助于后续包膜处理，又降低了二氧化钛颗粒的光活性，提高了产品的耐候性和耐光性。然后在预涂层表面采用加入添加有缓冲对的可溶性锆源和可溶性磷酸源的方法包膜磷酸锆，形成了致密均匀的磷酸锆膜层，而且该膜层与二氧化钛颗粒结合紧密，锆与钛为同一主族元素，化学性质极为相近，锆包膜可起到良好过渡层的作用，很难机械分离，进一步提高了产品的光泽性和耐候性。因此，采用本申请提供的方法制备得到的钛白粉，具有较高的光泽度和耐候性，可满足特殊领域需求。

如本领域技术人员可以理解的，本申请提供的钛白粉在磷酸锆膜层外还可包括其他无机包膜层。如提高耐候性常用的氧化硅膜层和提高分散性的氧化铝膜层。

优选的，二氧化钛初级料浆可采用常规方法制备获得，如可将钛白粉初品经分散、加分散剂打浆，然后湿磨制备得到。分散剂可采用单异丙醇胺、硅酸钠、聚羧酸盐等中的一种。

优选的，二氧化钛初级料浆的浓度为500～1000g/L，可提高研磨效率，在预涂层形成以后，再将料浆稀释至合适浓度，优选为200～400g/L，进行磷酸锆包膜，若包膜料浆浓度太大，包膜不均匀，料浆浓度太低，影响产能。

优选的，步骤S2铝源加入量以Al₂O₃计，为二氧化钛基材质量的0.3～1.2wt％；磷源加入量以P₂O₅计，为二氧化钛基材质量的0.3～1.5wt％。铝源可选自硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、铝酸钠、铝酸钾中的至少一种，加入时以溶液形式加入，浓度为100～200g/L。磷源可采用焦磷酸钾、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸、磷酸氢二钠等中的至少一种，而且铝源选择碱性铝盐，如铝酸钠时，磷源可选择磷酸、六偏磷酸钠等；若铝源选择酸性铝盐，磷源要选择碱性的如焦磷酸钠等，使料浆的pH维持在4～6，利于生成磷酸铝。

铝源和磷源的加入时间优选为10～30min，然后连续混合搅拌30～60min。

步骤S3的研磨可采用砂磨机、高速搅拌机、优选机等，优选为砂磨机，其中填充介质为硅酸锆珠，大小0.4～0.6mm，锆珠填充率为80％。

优选的，步骤S4在60～90℃高温下进行，可提高包膜效果。可溶性锆源的添加量以ZrO₂计，为二氧化钛基材质量的0.3～0.8wt％，可溶性磷酸源的添加量以P₂O₅计，为二氧化钛基材质量的0.5～1.5wt％，可溶性锆源和可溶性磷酸源的加入时间为30～50min，均化时间为20～40min。可溶性锆源可选自ZrOCl₂、Zr(SO₄)₂、ZrCl₄、Zr(NO₃)₄中的至少一种，优选ZrOCl₂，加入时以溶液形式加入，浓度以ZrO₂计为80～150g/L。可溶性磷酸源可选自焦磷酸钾、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸、磷酸氢二钠等中的至少一种，优选为六偏磷酸钠，加入时以溶液形式加入，浓度以P₂O₅计为40g/L。

缓冲对为柠檬酸-柠檬酸钠或草酸-草酸钠中的一种，用于维持可溶性锆源溶液的pH为2.5～3.0。

为了进一步提高产品的耐候性和分散性，优选的，在步骤S4包膜磷酸锆以后，还包括依次进行的氧化硅包膜和氧化铝包膜。

优选的，氧化硅包膜条件为：调节料浆pH至9.5～10.5，再加入硅酸盐溶液，加入时间为30～50min，然后均化20～40min，加入pH调节剂将料浆pH缓慢调至6.5～7.5，调节时间为90～180min，然后均化30～60min；硅酸盐加入量以SiO₂计，为二氧化钛基材的2.0～4.0wt％。通过上述包膜方法，使氧化硅缓慢沉积，形成致密均匀的氧化硅包膜，从而能够显著的提升钛白粉的耐候性。

进一步优选的，硅酸盐溶液为硅酸钠溶液、硅酸钾溶液等中的至少一种，优选硅酸钠溶液，浓度以SiO₂计为80～200g/L。

优选的，氧化铝包膜条件为：调节料浆的pH至7.5～8.5，并流加入碱性铝盐和酸性铝盐，并流加入时间为60～180min，保持pH＝7.5～8.5，然后均化20～60min；碱性铝盐和酸性铝盐总的加入量以Al₂O₃计，为所述二氧化钛基材的3.0～6.0wt％。进一步优选的，碱性铝盐为NaAlO₂，酸性铝盐为Al₂(SO₄)₃，NaAlO₂与Al₂(SO₄)₃的添加比例以Al₂O₃计，为(1～1.5):1。在该pH条件下，形成了勃姆石氧化铝膜层，有利于提高钛白粉的分散性。而且，本申请采用酸性铝盐和碱性铝盐并流，代替常用的铝盐和pH调节剂并流的方式，具有降低包膜剂生产成本，减少盐分硫酸钠的排放，提高水洗效率，减少水洗用水量的作用。

优选的，在氧化铝包膜以后还包括：调节料浆pH为5.0～6.0，调节时间为60～180min，然后均化60～120min。最后将料浆调节为弱酸性，即料浆等电点附近，可使料浆絮凝，便于水洗。

本申请的pH调节剂优选采用无机酸或无机碱溶液，无机碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种，浓度为100～200g/L；无机酸为H₂SO₄、HCl中的至少一种，优选稀H₂SO₄溶液，浓度为100～200g/L。

如本领域技术人员可以理解的，本申请包膜完成后还包括水洗、闪蒸、汽粉等常规操作。

下面以实施例1～3用于具体说明本发明的高光泽高耐候钛白粉及制备方法。

实施例1

将煅烧合格的硫酸法钛白粉初品进行粉碎，加分散剂打浆、湿磨，得到浓度700g/L的料浆(以TiO₂计)，过325目筛，筛余为0.3％；向上述料浆中加入0.6wt％铝酸钠溶液(以Al₂O₃计)、0.9％磷酸(以P₂O₅计)，使料浆pH在5.0，连续混合搅拌30min，将上述料浆进行砂磨，料浆过500目筛，筛余0.02％，使PS0.319μm，PSD 1.461，得到含铝和含磷化合物的预涂层的二氧化钛料浆，其中P/Al比为1.08:1；加水将料浆稀释至250g/L(以TiO₂计)，并用蒸汽升温至80℃；用H₂SO₄调节pH至2.0，并同时加入添加有柠檬酸-柠檬酸钠缓冲对的0.3％ZrOCl₂(维持锆源pH为2.5)、0.6％六偏磷酸钠的水溶液，加入时间30min，均化20min；加NaOH调节料浆pH至10.0，在40min内加入2.0％硅酸钠溶液，均化30min，然后用稀硫酸将料浆pH缓慢调至6.5，调节时间为120min，然后均化30min；调节料浆的pH至8.0，加1.8％NaAlO₂(以Al₂O₃计)与1.2％Al₂(SO₄)₃(以Al₂O₃计)并流60min，保持pH＝8.0，均化30min；用稀硫酸缓慢调节料浆终点pH值为5.0，调节60min，均化60min，再进行水洗、闪蒸、汽粉后得到钛白粉成品。

实施例2

将煅烧合格的硫酸法钛白粉初品进行粉碎，加分散剂打浆、湿磨，得到浓度750g/L的料浆(以TiO₂计)，过325目筛，筛余为0.2％；向上述料浆中加入0.8wt％铝酸钠溶液(以Al₂O₃计)、1.3％磷酸(以P₂O₅计)，使料浆pH在5.5，连续混合搅拌40min；将上述料浆进行砂磨，料浆过500目筛，筛余0.02％，使PS0.325μm，PSD 1.463，得到含铝和含磷化合物的预涂层的二氧化钛料浆，其中P/Al比为1.17:1；加水将料浆稀释至300g/L(以TiO₂计)，并用蒸汽升温至60℃；用H₂SO₄调节pH至2.5，并同时加入添加有柠檬酸-柠檬酸钠缓冲对的0.5％ZrOCl₂(维持锆源pH为2.7)、1.0％六偏的水溶液，加入时间40min，均化30min；加NaOH调节料浆pH至10.2，在40min内加入3.0％硅酸钠溶液，均化30min，然后用稀硫酸将料浆pH缓慢调至7.0，调节时间为120min，然后均化40min；调节料浆的pH至8.2，加2.4％NaAlO₂(以Al₂O₃计)与1.6％Al₂(SO₄)₃(以Al₂O₃计)并流90min，保持pH＝8.2，均化40min；用稀硫酸缓慢调节料浆终点pH值为5.5，调节60min，均化90min，再进行水洗、闪蒸、汽粉后得到钛白粉成品。

实施例3

将煅烧合格的硫酸法钛白粉初品进行粉碎，打浆、湿磨，得到浓度800g/L的料浆(以TiO₂计)；向上述料浆中加入0.9wt％铝酸钠溶液(以Al₂O₃计)、1.5％磷酸(以P₂O₅计)，使料浆pH在6.0，连续混合搅拌50min；将上述料浆进行砂磨，料浆过500目筛，筛余0.05％，使PS0.320μm，PSD 1.460，得到含铝和含磷化合物的预涂层的二氧化钛料浆，其中P/Al比为1.20:1；加水将料浆稀释至300g/L(以TiO₂计)，并用蒸汽升温至80℃；用H₂SO₄调节pH至3.0，并同时加入柠檬酸-柠檬酸钠缓冲对的0.8％ZrOCl₂(维持锆源pH为3.0)、1.5％六偏的水溶液，加入时间50min，均化30min；加NaOH调节料浆pH至10.4，在40min内加入4.0％硅酸钠溶液，均化30min，然后用稀硫酸将料浆pH缓慢调至7.2，调节时间为120min，然后均化50min；调节料浆的pH至8.5，加3.0％NaAlO₂(以Al₂O₃计)与2.0％Al₂(SO₄)₃(以Al₂O₃计)并流120min，保持pH＝8.5，均化60min；用稀硫酸缓慢调节料浆终点pH值为5.8，调节60min，均化120min，再进行水洗、闪蒸、汽粉后得到钛白粉成品。

对比例

采用常规的锆硅铝包膜，其中锆包覆0.5％，硅包覆3.0％，铝包覆5.0％，具体方案如下：将砂磨合格达到原级粒径的料浆稀释后，泵入包膜罐中，并加水微调浓度290～310g/L(以TiO₂计)，用蒸汽升温至80℃，20min内加入0.2％六偏磷酸钠，均化20min；30min内加入0.5％ZrOCl₂，均化30min；NaOH调pH至10.0，40min内加，3.0％Na₂SiO₃，均化30min，120min调pH至7.0，均化30min；120min内加入3.0％NaAlO₂与2.0％Al₂(SO₄)₃并流，均化30min；用稀硫酸缓慢调节料浆终点pH值为5.5，调节60min，均化120min，再进行水洗、闪蒸、汽粉后得到钛白粉成品。

应用测试对比

将实施例1～3和对比例制得的样品进行分散性、高光乳胶漆体系和油性高搅醇酸体系光泽性、耐候性检测，具体的检测方法采用本领域常规的方法，结果如表1～4所示：

1、钛白粉分散性检测结果对比

水性体系分散性是采用水性乳胶漆的配方并用50μm刮板细度计进行测试，水性乳胶漆配方：PVC＝12.4％，钛白粉质量分数15％。

油性体系分散性是采用油性醇酸体系配方并用50μm刮板细度计进行测试，油性醇酸体系配方：PVC＝43.86％，钛白粉质量分数39.8％。测试结果如表1所示：

表1

样品	水性分散性/μm	油性分散性
			实施例1	25	20
实施例2	20	15
			实施例3	15	12.5
对比例	35	22.5

2、高光乳胶漆体系评价

表2

样品名称	L*	a*	b*	遮盖率	60°光泽	消色力
							实施例1	95.62	-0.61	1.83	88.91	81.2	101.1％
实施例2	95.66	-0.61	1.81	89.31	83.3	102.5％
							实施例3	94.96	-0.61	1.80	89.52	85.4	103.7％
对比例	95.45	-0.62	1.84	88.71	79.3	100％

3、油性醇酸体系评价

表3

样品名称	L*	a*	b*	遮盖率	20°光泽	消色力
							实施例1	96.19	-0.68	1.99	95.45	73.4	100.86％
实施例2	96.40	-0.70	1.93	96.29	74.6	102.46％
							实施例3	96.69	-0.72	1.94	96.76	76.4	104.50％
对比例	96.09	-0.65	2.02	94.96	71.7	100.0％

4、钛白粉在醇酸氨基体系中耐候性评价

以对比例为标样，对比醇酸氨基体系以氙灯快速老化实验的60°保光率随时间变化情况，结果如表4和图1：

表4

样品名称

0h

15h

30h

45h

60h

75h

实施例1

100％

85.70％

71.50％

60.90％

49.60％

38.70％

实施例2

100％

87.00％

75.30％

62.50％

51.60％

42.60％

实施例3

100％

89.60％

77.20％

65.70％

55.90％

46.80％

对比例

100％

77.10％

65.00％

51.30％

41.80％

28.90％

由以上数据可知，本发明所制备的钛白粉在分散、光泽及耐候方面相对于对比例都具有较好的优势。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

S1.取钛白粉初品，制备得到二氧化钛初级料浆，所述二氧化钛初级料浆过≥200目筛，且筛余≤0.5％，

S2.向步骤S1的初级料浆中加入铝源、磷源，混合均匀；

S3.将步骤S2的料浆进行研磨，直至料浆过≥400目筛，且筛余≤0.05％，D50粒径为0.30～0.35μm，PSD≤1.50，得到含有铝、磷预涂层的二氧化钛料浆，所述预涂层中的磷铝比，以磷、铝单质摩尔比计，为(1～2):1；

S4.然后调节料浆pH为2～4，同时加入可溶性锆源和可溶性磷酸源，且所述可溶性锆源中添加有缓冲对，均化后形成磷酸锆膜层。

2.如权利要求1所述的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，

步骤S1所述钛白粉初品经粉碎、加分散剂打浆，然后湿磨制备得到所述二氧化钛初级料浆；所述二氧化钛初级料浆的浓度为500～1000g/L；

步骤S4首先将料浆浓度稀释为200～400g/L，然后进行磷酸锆包膜。

3.如权利要求1所述的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，

步骤S2所述铝源加入量以Al₂O₃计，为所述二氧化钛基材质量的0.3～1.2wt％；所述磷源加入量以P₂O₅计，为所述二氧化钛基材质量的0.3～1.5wt％；所述铝源和所述磷源加入后，调节料浆pH为4～6。

4.如权利要求1所述的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，

步骤S4在60～90℃下进行；

所述可溶性锆源的添加量以ZrO₂计，为所述二氧化钛基材质量的0.3～0.8wt％，所述可溶性磷酸源的添加量以P₂O₅计，为所述二氧化钛基材质量的0.5～1.5wt％，所述可溶性锆源和可溶性磷酸源的加入时间为30～50min，均化时间为20～40min。

5.如权利要求1所述的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，

步骤S4所述缓冲对为柠檬酸-柠檬酸钠或草酸-草酸钠中的一种，用于维持所述可溶性锆源的pH为2.5～3.0。

6.如权利要求1所述的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，

在步骤S4包膜磷酸锆以后，还包括依次进行的氧化硅包膜和氧化铝包膜。

7.如权利要求6所述的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，

所述氧化硅包膜条件为：调节料浆pH至9.5～10.5，再加入硅酸盐溶液，加入时间为30～50min，然后均化20～40min，加入pH调节剂将料浆pH缓慢调至6.5～7.5，调节时间为90～180min，然后均化30～60min；所述硅酸盐加入量以SiO₂计，为所述二氧化钛基材的2.0～4.0wt％。

所述氧化铝包膜条件为：调节料浆的pH至7.5～8.5，并流加入碱性铝盐和酸性铝盐，并流加入时间为60～180min，保持pH＝7.5～8.5，然后均化20～60min；所述碱性铝盐和酸性铝盐总的加入量以Al₂O₃计，为所述二氧化钛基材的3.0～6.0wt％。

8.如权利要求7所述的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，

所述碱性铝盐为NaAlO₂，所述酸性铝盐为Al₂(SO₄)₃，所述NaAlO₂与所述Al₂(SO₄)₃的添加比例以Al₂O₃计，为(1～1.5):1。

9.如权利要求6所述的高光泽高耐候钛白粉的制备方法，其特征在于，

在氧化铝包膜以后还包括：调节料浆pH5.0～6.0，调节时间为60～180min，然后均化60～120min。

10.一种高光泽高耐候钛白粉，其特征在于，它为采用如权利要求1～9任一项所述的方法制备获得，包括二氧化钛基材以及位于所述二氧化钛基材表面的包膜层，所述包膜层由内至外依次包括磷酸铝膜层、磷酸锆膜层、氧化硅膜层和氧化铝膜层。

Images