CN115418117B - 一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及二氧化钛颜料领域，具体公开了一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法,其包括以下步骤：（1）按配比准备锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的原料；（2）将步骤（1）中的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉进行混合，得到基础产品，并将基础产品送入汽粉机料仓备用；（3）对汽粉机预热升温，当汽粉机中的袋滤器温度达到110‑120℃时，开始通入热蒸汽，在温度达到150‑160℃时打开料仓下料阀加料，并开通调节气粉机前、气粉后加料阀门，同时加入硅烷偶联剂，气粉袋滤器收集产品送到产品料仓中。本申请得到的二氧化钛颜料能够同时兼顾分散性和耐温抗黄变性能，整体应用性能优异。

Description

一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法
技术领域
本申请涉及二氧化钛颜料领域，更具体地说，它涉及一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法。
背景技术
二氧化钛是性能最好的白色颜料，同时也是重要的化工原料，因其优良的光学性能、稳定的化学性能、高折射率及良好的遮盖力，广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨等领域。
粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。其和普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质不是溶剂和水，而是空气。它具有无溶剂污染，100％成膜，能耗低的特点。目前，现有二氧化钛产品多使用氯化法或硫酸法进行生产，得到二氧化钛产品后进行有机或无机包膜进行加工处理，并得到二氧化钛颜料成品应用于涂料领域中。
针对上述中的相关技术，发明人认为，上述得到的二氧化钛颜料，虽然具有优异的白度和分散性，但其应用于粉末涂料中难以兼顾分散性和耐温抗黄变性能的稳定发挥。
发明内容
为了提高粉末涂料用二氧化钛颜料的分散性和耐温抗黄变性能，本申请提供一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法。
本申请提供的一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，采用如下的技术方案：一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，包括以下步骤：
(1)按配比准备锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的原料；
(2)将步骤(1)中的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉进行混合，得到基础产品，并将基础产品送入汽粉机料仓备用；
(3)对汽粉机预热升温，当汽粉机中的袋滤器温度达到110-120℃时，开始通入热蒸汽，在温度达到150-160℃时打开料仓下料阀加料，并开通调节气粉机前、气粉后加料阀门，同时加入硅烷偶联剂，气粉袋滤器收集产品送到产品料仓中。
通过采用上述技术方案，在采用锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉进行混合的基础上，利用气流粉碎的作用一是研磨打开颗粒团聚体，二是进行粒度筛分分级，然后用硅烷偶联剂进行处理，其是在基础产品进一步粉碎研磨和分级分散过程中进行的，使得到的二氧化钛颜料能够同时兼顾分散性和耐温抗黄变性能，整体应用性能优异。
优选的，所述步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：(1-1.5)。
通过采用上述技术方案，由于采用上述比例混合的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉，其能够在气流粉碎过程中具有良好的分散性，且不易发生团聚，过程中使硅烷偶联剂发挥出优异的处理效果，进而得到品质优异稳定的粉末涂料专用二氧化钛颜料。
优选的，所述步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：1。
通过采用上述技术方案，采用上述质量比的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉，整体带来的效果最为优异。
优选的，所述步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的粒径为0.28-0.35μm。
通过采用上述技术方案，上述粒径的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉，有利于后续在气流粉碎过程中具有良好的粒度分布形态，整体加工处理效果优异。
优选的，所述步骤(2)中，通入热蒸汽的压力为1.8-2.0Mpa，温度为260-300℃，操作时控制气固比为1:1.6-1.7。
通过采用上述技术方案，在气流粉碎过程中控制压力、温度和气固比，能够使混合的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉，解团聚效果更加优异快速，且使硅烷偶联剂更加充分稳定的作用于基础产品上，进而使得到的粉末涂料专用二氧化钛颜料，品质更加稳定优异。
优选的，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的40％-60％，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入。
通过采用上述技术方案，上述硅烷偶联剂的加入操作能够更加充分份作用于基础产品，能够弥补气流粉碎中基础产品表面不均匀的现象，进而有利于保证粉末涂料专用二氧化钛颜料性能的发挥，产品分散性和耐温抗黄变性能更加稳定。
优选的，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身总质量的50％，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入。
通过采用上述技术方案，所带来的整体效果最为优异。
优选的，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂占基础产品质量的0.1-0.6％。
通过采用上述技术方案，上述添加量的硅烷偶联剂在气流粉碎过程中能够对基础产品充分作用，并在锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉外部形成稳定适中的包覆量，使粉末涂料专用二氧化钛颜料能够发挥出优异稳定的分散性和耐温抗黄变性能。
优选的，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂占基础产品质量的0.2-0.35％。
通过采用上述技术方案，所带来的整体效果最为优异。
优选的，所述步骤(2)中，对基础产品进行预处理，包括以下步骤：
S1、将基础产品和氯化铵按质量比为(9-11):1进行混合，得到混合料；
S2、对混合料进行球磨处理，球磨速度为300-400r/min，时间为3-4h，得到中间产物；
S3、将中间产物进行煅烧处理，先以8-10℃/min的升温速率升温至500-700℃，再维持此温度下煅烧3-4h，得到预处理后的基础产品。
通过采用上述技术方案，高速球磨过程中能够增加氮元素活性，使吸附在二氧化钛表面的氮元素进入二氧化钛的晶格内，进而对基础产品进行预处理，使其在气流粉碎过程中能够与硅烷偶联剂充分作用后并相互配合，进而使粉末涂料专用二氧化钛颜料的分散性和耐温抗黄变性能大大提高，且整体性能的兼顾上更加优异。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉进行混合的基础上，利用气流粉碎作用于得到的基础产品，然后用硅烷偶联剂进行处理，使得到的二氧化钛颜料能够同时兼顾分散性和耐温抗黄变性能，整体应用性能优异；
2、将锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉混合得到的基础产品进行预处理，使氮元素进入二氧化钛的晶格内进行修饰，使预处理的基础产品在气流粉碎过程中能够与硅烷偶联剂充分作用后并相互配合，进而使粉末涂料专用二氧化钛颜料的分散性和耐温抗黄变性能大大提高，且整体性能的兼顾上更加优异。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，包括以下步骤：
(1)按配比准备锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的原料；
(2)将步骤(1)中的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉按质量比为1：1进行混合，得到基础产品，并将基础产品送入汽粉机料仓备用；
(3)对汽粉机预热升温，当汽粉机中的袋滤器温度达到115℃时，开始通入热蒸汽，通入热蒸汽的压力为1.9Mpa，温度为280℃，操作时控制气固比为1:1.65，在温度达到155℃时打开料仓下料阀加料，并开通调节气粉机前、气粉后加料阀门，同时加入硅烷偶联剂，气粉袋滤器收集产品送到产品料仓中。
注：上述步骤中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的粒径为0.315μm；硅烷偶联剂占基础产品质量的0.35％；锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：1；硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的50％，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入。
实施例2
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：
(1)按配比准备锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的原料；
(2)将步骤(1)中的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉按质量比为1：1进行混合，得到基础产品，并将基础产品送入汽粉机料仓备用；
(3)对汽粉机预热升温，当汽粉机中的袋滤器温度达到110℃时，开始通入热蒸汽，通入热蒸汽的压力为2.0Mpa，温度为260℃，操作时控制气固比为1:1.7，在温度达到150℃时打开料仓下料阀加料，并开通调节气粉机前、气粉后加料阀门，同时加入硅烷偶联剂，气粉袋滤器收集产品送到产品料仓中。
实施例3
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：
(1)按配比准备锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的原料；
(2)将步骤(1)中的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉按质量比为1：1进行混合，得到基础产品，并将基础产品送入汽粉机料仓备用；
(3)对汽粉机预热升温，当汽粉机中的袋滤器温度达到120℃时，开始通入热蒸汽，通入热蒸汽的压力为1.8Mpa，温度为300℃，操作时控制气固比为1:1.6，在温度达到160℃时打开料仓下料阀加料，并开通调节气粉机前、气粉后加料阀门，同时加入硅烷偶联剂，气粉袋滤器收集产品送到产品料仓中。
实施例4
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的粒径为0.28μm。
实施例5
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的粒径为0.35μm。
实施例6
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂占基础产品质量的0.1％。
实施例7
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂占基础产品质量的0.6％。
实施例8
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂占基础产品质量的0.2％。
实施例9
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂占基础产品质量的0.275％。
实施例10
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：1.5。
实施例11
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：1.25。
实施例12
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的40％，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入。
实施例13
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的60％，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入。
实施例14
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，对基础产品进行预处理，包括以下步骤：
S1、将基础产品和氯化铵按质量比为10:1进行混合，得到混合料；
S2、对混合料进行球磨处理，球磨速度为350r/min，时间为3.5h，得到中间产物；
S3、将中间产物进行煅烧处理，先以9℃/min的升温速率升温至600℃，再维持此温度下煅烧3.5h，得到预处理后的基础产品。
实施例15
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，对基础产品进行预处理，包括以下步骤：
S1、将基础产品和氯化铵按质量比为9:1进行混合，得到混合料；
S2、对混合料进行球磨处理，球磨速度为400r/min，时间为3h，得到中间产物；
S3、将中间产物进行煅烧处理，先以8℃/min的升温速率升温至700℃，再维持此温度下煅烧3h，得到预处理后的基础产品。
实施例16
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，对基础产品进行预处理，包括以下步骤：
S1、将基础产品和氯化铵按质量比为11:1进行混合，得到混合料；
S2、对混合料进行球磨处理，球磨速度为300r/min，时间为4h，得到中间产物；
S3、将中间产物进行煅烧处理，先以10℃/min的升温速率升温至500℃，再维持此温度下煅烧4h，得到预处理后的基础产品。
实施例17
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：0.9。
实施例18
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：1.6。
实施例19
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的38％，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入。
实施例20
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的62％，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入。
对比例
对比例1
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，仅选用锆铝包膜钛白粉作为基础产品。
对比例2
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，仅选用硅铝包膜钛白粉作为基础产品。
对比例3
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的100％。
对比例4
一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，硅烷偶联剂在气粉后加入自身质量的100％。
性能检测试验试验样品：锆铝包膜钛白粉、硅铝包膜钛白粉、硅烷偶联剂；分别以实施例1-20和对比例1-4中的粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法进行制备，得到的成品分别作为试验样品1-20和对照样品1-4。
试验方法：(1)干粉指标：样品用手动压饼器压饼后，用CM-2300d分光测色计测量的数据；(2)体系测试选用行业通用的油性醇酸树脂，树脂为中油度、型号YP112-60S；(3)树脂中的白度、色相、遮盖、分散指标测试标准采用企业技术标准Q/TY-TD—2021；(4)耐温抗黄变测试采用样品分别在电热干燥箱中按照不同温度段，每个温度段加热20min冷却后，用CM-2300d分光测色计测量ΔE数据变化值进行评定
表1实施例1-20和对比例1-4的测试结果
结合实施例1和对比例1-2并结合表2可以看出，选用锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉中的任意一种作为基础产品，其最终加工得到的成品性能，远不如使用锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉配合得到的成品性能优异。
结合实施例1、10、11和实施例17-18并结合表2可以看出，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：(1-1.5)，得到的成品性能较为稳定和优异，且质量比为1:1时最为优异，而当质量比较低或过高时，均会使成品体系分散性和耐温抗黄变性能有损失。
结合实施例1和实施例14-16并结合表2可以看出，对基础产品进行预处理，使其在气流粉碎过程中能够与硅烷偶联剂充分作用后并相互配合，进而使粉末涂料专用二氧化钛颜料的分散性和耐温抗黄变性能大大提高，且整体性能的兼顾上更加优异。
结合实施例1、12、13和实施例19-20并结合表2可以看出，硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的40％-60％，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入，有利于提高成品分散性和耐温抗黄变性能，而当硅烷偶联剂在气粉前加入量低于或高于上述范围时，均会给成品性能带来不利影响。
结合实施例1和对比例3-4并结合表2可以看出，将硅烷偶联剂在气粉前或气粉后单独加入，均会导致成品性能的大大损失。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配比准备锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的原料；
（2）将步骤（1）中的锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉进行混合，得到基础产品，并将基础产品送入汽粉机料仓备用；
（3）对汽粉机预热升温，当汽粉机中的袋滤器温度达到110-120℃时，开始通入热蒸汽，在温度达到150-160℃时打开料仓下料阀加料，并开通调节气粉机前、气粉后加料阀门，同时加入硅烷偶联剂，气粉袋滤器收集产品送到产品料仓中；
所述步骤（1）中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：（1-1.5）；
所述步骤（1）中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的粒径为0.28-0.35μm；
所述步骤（3）中，通入热蒸汽的压力为1.8-2.0Mpa，温度为260-300℃，操作时控制气固比为1:1.6-1.7；
所述步骤（3）中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身质量的40%-60%，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入；
所述步骤（3）中，硅烷偶联剂占基础产品质量的0.1-0.6%。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中，锆铝包膜钛白粉和硅铝包膜钛白粉的质量比为1：1。
3.根据权利要求1所述的粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，其特征在于：所述步骤（3）中，硅烷偶联剂在气粉前加入自身总质量的50%，剩余质量的硅烷偶联剂在气粉后加入。
4.根据权利要求1所述的粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，其特征在于：所述步骤（3）中，硅烷偶联剂占基础产品质量的0.2-0.35%。
5.根据权利要求1所述的粉末涂料专用二氧化钛颜料的生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中，对基础产品进行预处理，包括以下步骤：
S1、将基础产品和氯化铵按质量比为（9-11）:1进行混合，得到混合料；
S2、对混合料进行球磨处理，球磨速度为300-400r/min，时间为3-4h，得到中间产物；
S3、将中间产物进行煅烧处理，先以8-10℃/min的升温速率升温至500-700℃，再维持此温度下煅烧3-4h，得到预处理后的基础产品。
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