CN1221614C - 用于制备低挥发性二氧化钛颜料的方法 - Google Patents

用于制备低挥发性二氧化钛颜料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1221614C
CN1221614C CNB028045823A CN02804582A CN1221614C CN 1221614 C CN1221614 C CN 1221614C CN B028045823 A CNB028045823 A CN B028045823A CN 02804582 A CN02804582 A CN 02804582A CN 1221614 C CN1221614 C CN 1221614C
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
pigment
alumina
tio
oxygenant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB028045823A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1491262A (zh
Inventor
S·P·金尼阿德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Millennium Inorganic Chemicals Ltd
Millennium Inorganic Chemicals SA
Ineos Pigments USA Inc
Original Assignee
Millennium Inorganic Chemicals SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Millennium Inorganic Chemicals SA filed Critical Millennium Inorganic Chemicals SA
Publication of CN1491262A publication Critical patent/CN1491262A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1221614C publication Critical patent/CN1221614C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3653—Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/3661—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3669—Treatment with low-molecular organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3684—Treatment with organo-silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于得到具有较低的水分保留的二氧化钛颜料的方法。通过浸析氧化剂出料和去除含矾土的化合物，能够得到低挥发性颜料基料。这些低挥发性颜料基料可处理成可与聚合物结合形成聚合物基质的成品低挥发性颜料。这些颜料可在高温下加入聚合物基质而没有明显的穿孔。

Description

用于制备低挥发性二氧化钛颜料的方法
发明领域
本申请要求美国申请号09/777,834，申请日：2001年2月5日，标题为“制备低挥发二氧化钛颜料的方法”的优先权，整个优先权文献的内容并入本文作为参考。
本发明的背景
二氧化钛在许多场合中广泛地用作着色剂。由于其高折射指数和化学惰性的独特组合，它已成为特殊的白色颜料。TiO2的主要工业应用之一是着色塑料制品。
用于制造塑料制品的聚合物化合物(如，聚烯烃)对于许多工业工艺需要在高温下加工。在升高的温度下，已引入聚合物化合物的无机化合物如二氧化钛颜料可释放挥发性物质如水分子，这可造成聚合物中的缺陷如气泡或孔。在薄膜中形成的孔可称作″穿孔″，这是一种限制膜制造商的操作条件的现象。因此，膜制造商通常需要具有较低的造成穿孔的倾向的二氧化钛颜料。
二氧化钛广泛地通过两种已确立的工艺，硫酸盐工艺或氯化物工艺而制成，其中两者都是本领域熟练技术人员熟知的。″硫酸盐″工艺是较早的商业工艺。在硫酸盐工艺中，携带钛的矿石溶解的在硫酸中，并将提取的钛通过选择沉淀和洗涤而纯化，随后煅烧生成锐钛矿或金红石形式的原结晶TiO2。
在″氯化物″工艺中，携带钛的矿石与Cl2气体和还原剂如焦炭(″氯化″反应)反应得到四氯化钛。四氯化钛通过蒸馏而纯化并与氧反应形成通常形式的TiO2。氯化铝通常一起与TiCl4反应以增加基料二氧化钛的性能如改进的耐白化性并用作金红石化剂。矾土水平可以是相对TiO2的0.1-10％重量，如U.S.Pat.Nos.3,501,262和3,505,091所建议，其中两者都作为参考并入。矾土水平通常低于10％，通常约0.5-1.5％。但已经如U.S.Pat.No.5,824,146提议出大于2％和优选3％-5％的矾土水平，将其作为参考并入本发明。氧化反应的最终产物基本上是在金红石晶体中包含一些铝并具有富含铝物质的表面的金红石颗粒。
在氧化反应之后，原基料在过滤器上收集以使释放的氯再循环至氯化反应，并将收集的基料与水混合以形成淤浆。该淤浆可随后例如通过在介质磨机中研磨和/或用无机和/或有机化合物处理而进一步加工以增强颜料的性能。
历史上，原基料在氧化之后用无机化合物如矾土″处理″以提高性能如分散性和材料使用性如过滤和传输性能。术语″处理″是指沉淀或加入物质，例如将硫酸铝加入淤浆，随后用苛性钠中和。该处理发生在氧化之后，而以前提及的氯化铝的加入则发生在氧化之前。普通无机处理剂包括矾土，磷酸盐，硅石和氧化锆。
根据用户对可在增加的温度和颜料加载量下在聚合物中处理的二氧化钛等级的需求，制造商已降低无机表面处理剂的量。原因在于无机物质通常水合为化学结构的一部分或水由大气吸附到颜料的表面。通过加热，该水被驱走并成为挥发物和随后的缺陷如穿孔的主要贡献者之一。减少无机表面处理剂可降低总水分含量并降低在升高的温度下从颜料中被驱走的挥发性物质的量。基料上的最低水分含量通过在氧化之后不再加入无机化合物，即通过取出原氧化剂出料，视需要湿研磨，随后中和，洗涤，干燥和微粉化该基料而得到。
有机化合物通常加入颜料基料中以进一步增加分散能力和其它性能如在聚合物制品中的流变性。典型的有机化合物包括多元醇，烷醇胺，硅烷，有机磷化合物，脂肪酸和酯。有机化合物的主要益处在于，它们通常通过与表面羟基基团反应或通过吸附到极性位上和阻断水分吸收而进一步降低颜料的水分含量。最终产物通常在称作微粉磨机的设备如液力磨矿机中研磨。
现有技术的一个限制在于，最终微粉化颜料的水分含量极大地由氧化剂出料的固有水分的量和该有机物进一步降低水分含量的能力预定。进一步限制在于，有机添加剂降低水分含量的能力明显局限于各种因素如FDA对食品接触场合的批准。不是有效地阻断水分的所有有机物被认可用于食品接触场合。具有较低固有水分含量的基料能够使用较低有机处理水平和降低的制造成本制造具有相当水分含量的产品。
因此，目前需要一种具有降低的挥发性含量以在塑料场合中允许较高处理温度和增加的TiO2加载量而不明显穿孔的二氧化钛颜料。本发明的益处在于，它能够制造与通过现有实践可得到的相比具有明显较低水平的与其有关的挥发物的颜料。
本发明的综述
本发明提供一种通过溶解存在于氧化剂出料中的易溶性矾土物质并通过过滤或一些类似工艺如沉降和倾析去除可溶物质而用于制造具有降低的水分含量的二氧化钛颜料基料的新方法。这种基料在干燥时具有基本上较低水分含量并可用于制备低挥发性颜料，后者用于生产在高温场合如具有最少或没有穿孔缺陷的挤塑涂布中的聚合物基质。
在一个实施方案中，本发明提供了一种用于生产可进一步处理形成成品二氧化钛颜料的低挥发性颜料基料的方法，包括：
a.氧化四氯化钛和氯化铝以形成包含共氧化矾土和二氧化钛的氧化剂出料；和
b.分离和去除一部分共氧化矾土，所述分离和去除造成共氧化矾土与二氧化钛的比率下降，造成二氧化钛淤浆的形成，所述二氧化钛淤浆包含所述低挥发性颜料基料。
在另一实施方案中，本发明提供了一种用于生产低挥发性颜料的方法，包括：
a.得到氧化剂出料，所述氧化剂出料包含二氧化钛和共氧化矾土；
b.将氧化剂出料与溶剂结合；
c.溶解一部分共氧化矾土以形成溶解的矾土；
d.从二氧化钛中去除溶解的矾土，使二氧化钛淤浆形成，所述二氧化钛淤浆包含低挥发性颜料基料；和
e.干燥和微粉化低挥发性颜料基料以形成低挥发性颜料。
在另一实施方案中，低挥发性颜料可通过以下方法制成：
a.氧化四氯化钛和氯化铝以形成包含含矾土的化合物的氧化剂出料；
b.去除相对二氧化钛重量大于0.05％重量的所述含矾土的化合物以形成低挥发性颜料基料；和
c.干燥和微粉化低挥发性颜料基料以形成低挥发性颜料。
在另一实施方案中，低挥发性颜料可通过以下方法制成：
a.氧化四氯化钛和氯化铝以形成氧化剂出料，所述氧化剂出料包含共氧化矾土和二氧化钛；
b.将氧化剂出料与溶剂结合；
c.溶解相对二氧化钛至少0.05％重量的共氧化矾土以形成溶解的矾土；
d.从二氧化钛中去除溶解的矾土，使二氧化钛淤浆形成，所述二氧化钛淤浆包含二氧化钛和残余溶剂；
e.中和和洗涤所述二氧化钛淤浆，去除残余溶剂；
f.在所述中和和洗涤之后干燥所述二氧化钛，使得形成干燥颜料；
g.微粉化所述干燥颜料以形成所述低挥发性颜料；和
h.在已形成步骤(d)的二氧化钛淤浆之后和在完成步骤(g)的微粉化之前的该方法中的某个点，加入至少一种有机化合物。
本发明的低挥发性颜料基料优选用一种或多种有机化合物，如硅烷，硅氧烷，聚硅氧烷，多元醇和有机亚磷化合物表面处理以进一步降低颜料的挥发性。按照本发明制成的低挥发性颜料基料也可因为降低穿孔之外的原因(包括增加分散性，不透明度或其它特性)用这些其它物质进行表面处理。
本发明还提供了一种用于生产耐穿孔的聚合物基质。
为了更好地理解本发明，以及其它和进一步的实施方案，参考以下描述并结合实施例，其范围在所附权利要求书中给出。
详细描述
根据本发明，将通过氯化物工艺制成的二氧化钛颜料经受一种降低相对二氧化钛的含矾土的化合物的量，并因此降低与二氧化钛有关的挥发物的量的处理。本发明因此提供了用于生产低挥发性颜料的方法。
短语″低挥发性颜料″是指具有相对低水平的挥发物，如与其有关的水的颜料。因为这些种类的颜料保持减少量的挥发物，它们尤其可用于其中穿孔成为问题的高温场合。
本发明还提供了一种用于生产低挥发性颜料基料的方法。短语″低挥发性颜料基料″是指已按照一定方式处理以减少与其有关的挥发物的含量但在其用作颜料之前要进一步处理或整饰的二氧化钛颜料基料。可以将低挥发性颜料视为包含低挥发性颜料基料，它已按照一定方式进一步处理或整饰以使其具有特定场合所需的特性。这些其它的处理或整饰可，例如，包括一种或多种步骤：中和，洗涤，干燥，湿研磨，微粉化和用有机化合物表面处理。
本公开内容无意为有关颜料或聚合物基质生产的论文。关于实施本发明任何方面的其它的和详细的信息，读者可参考适当的可用的教科书和其它材料。
氯化物工艺需要氧化四氯化钛以形成二氧化钛。在氯化物工艺过程中，优选将含矾土的化合物优选氯化铝与四氯化钛反应，然后氧化四氯化钛。短语″含矾土的化合物″是指包含矾土的任何化合物且不局限于任何一种特殊类型的分子，多种分子，物质或多种物质或在任何特殊阶段或本发明工艺的阶段中形成的化合物。四氯化钛和加入四氯化钛中的含矾土的化合物将被氧化。在氯化物工艺中用于氧化四氯化钛和含矾土的化合物的方法是本领域熟练技术人员熟知的。
氧化四氯化钛和含矾土的化合物的产物称作″氧化剂出料。″氧化剂出料包含二氧化钛和共氧化矾土。二氧化钛可以是锐钛矿或金红石形式。短语″共氧化矾土″是指形成为氧化步骤一部分的包含氧化矾土的化合物。共氧化矾土不仅是指Al2O3(即氧化铝)，而且用于包括任何含矾土的化合物的更一般的上下文，包括但不限于已在氯化物工艺过程中从氧化剂中回收的含水合矾土的化合物。氧化剂出料也可包含少量的其它物质如氯化钾。
在氯化物工艺过程中，氧化剂出料优选用水制浆以减轻原料处理问题如吸附的氯。通过加入水至氧化剂出料而形成的物质称作″氧化剂出料淤浆″并包括包含氧化剂出料和水的任何物质。用于形成氧化剂出料淤浆的水的量是本领域熟练技术人员熟知的。随后得到的氧化剂出料淤浆可视需要在设备如砂磨机或水平介质磨机中湿研磨，但优选使用没有湿研磨的氧化剂出料。还优选加入一种物质以与残余氯反应并将其转化成较安全的产物，这样降低氯从氧化剂出料淤浆中脱逸的危险。用于与残余氯反应的物质的一个例子是过氧化氢，它将氯转化成HCl。
氧化剂出料淤浆随后通过将淤浆与溶剂结合而进行处理以减少含矾土的化合物的量。术语″溶剂″是指其中共氧化矾土化合物容易地溶解的任何物质。可以使用的溶剂可以是酸性或碱性性质的，因为铝可溶于酸性或碱性条件。优选，溶剂是酸如氢氯酸，硫酸或硝酸，或碱如氢氧化钠或氢氧化钾。
溶剂用于去除可溶矾土的用途可称作″浸析″且按照本发明制成的低挥发性颜料基料可称作″浸析基料″或″浸析颜料基料。″在溶解或浸析可溶矾土之后，必须从二氧化钛中去除或分离该溶解的或浸析的矾土。
溶剂和氧化剂出料淤浆可通过为本领域熟练技术人员目前已知或将要已知的任何方式进行物理混合。优选，溶剂和氧化剂出料淤浆可通过将溶剂倾倒或抽吸至氧化剂出料并搅拌，搅动或以其它方式混合溶剂和氧化剂出料而结合。通过搅拌，搅动或以其它方式混合溶剂和氧化剂出料，溶剂能够溶解一部分共氧化矾土，可溶矾土。短语″可溶矾土″是指可溶于溶剂的含矾土的化合物。溶解的可溶矾土可称作″溶解的矾土″。短语″一部分共氧化矾土″用于澄清，实际上通常不能溶解所有的共氧化矾土。
通过溶解易溶性铝物质，将可溶化合物通过任何合适的方式(包括沉降和倾析，离心或过滤)从淤浆的其它成分中分离，留下二氧化钛淤浆。在优选的工艺中，溶剂是硫酸和分离是利用过滤器。可以使用任何合适的过滤器，包括真空过滤或压滤。根据本发明，尽管可以尝试去除所有的溶解的矾土，这通常是不实际的且该溶解矾土的一些部分即使在按照本发明处理之后也可保持与二氧化钛的联系。
如果分离通过过滤而实现，视需要但非优选地洗涤以从滤饼中置换包含可溶铝化合物的液体。该洗涤可称作″第一洗涤″。第一洗涤可通过有效地去除包含可溶矾土化合物的液体，例如，软化水的任何物质而实现。使用短语″第一洗涤″无意于暗示仅可洗涤过滤物质一次。可以理想地重复该洗涤以使其效率最大化。
去除的含矾土的化合物的量优选大于约0.05％，表示为相对TiO2的Al2O3重量。所需的酸或碱的最低量是与该量矾土反应所需的化学计量当量。在硫酸的情况下，该值等于1.44克H2SO4/千克基础二氧化钛，这等于相对TiO2的0.144％H2SO4重量。酸或碱的最大量有效地不受限制。尽管组合物可以由在浓酸或碱中的氧化剂出料组成，但由于成本和使用困难，这不是优选的。酸或碱的用量的实际限制往往基于经济因素，以及容易溶解的矾土的量。通常，对于TiO2 0.1-10％重量的量是足够的。
一旦去除可溶矾土，剩下二氧化钛淤浆。短语″二氧化钛淤浆″是指在可溶矾土已从氧化剂出料淤浆中去除之后剩下的物质。二氧化钛淤浆包含二氧化钛和低于包含在氧化剂出料中的量的共氧化矾土。保留在二氧化钛淤浆中并已根据本发明处理的二氧化钛称作″低挥发性颜料基料″或″浸析基料″。
通过具有相对二氧化钛较低量的矾土，低挥发性颜料基料适用于各种使得它可用作低挥发性颜料的整饰或处理步骤。例如，人们往往想要从二氧化钛淤浆中去除非所需的残余物质。这些物质可包括盐，过量溶剂和水。
低挥发性颜料基料可通过中和，洗涤，干燥，湿研磨，微粉化和/或有机化合物处理而成品或处理以形成可引入聚合物中的低挥发性颜料。尽管，不是所有的这些整饰步骤对所有的场合是必需的，通常选择一个或多个步骤。用于这些处理或整饰步骤的方法是本领域熟练技术人员熟知的。
在去除可溶矾土之后，二氧化钛淤浆优选被中和。中和通常在前述第一洗涤之后使用。中和有助于去除更容易在中性pH下去除的非所需的残余离子。用于中和的物质部分地取决于用于溶解矾土物质的物质。例如，如果酸如硫酸已用于溶解矾土物质，优选使用碱如氢氧化钠或纯碱以中和残余硫酸盐离子。
二氧化钛淤浆还优选被洗涤。更优选，二氧化钛淤浆在它被中和之后洗涤。该洗涤步骤不同于前述″第一洗涤″。该洗涤发生在中和之后，可称作″第二洗涤″。第二洗涤可用于去除残余离子和残余溶剂。部分地，用于第二洗涤的物质取决于为了溶解矾土物质而使用的物质。优选，使用软化水。中和和第二洗涤可以重复以使去除非所需物质的效率最大化。
二氧化钛淤浆还优选被干燥。更优选，干燥阶段在中和和第二洗涤之后。干燥可通过将二氧化钛淤浆，或更优选，已洗涤和中和的低挥发性颜料基料暴露于热而实现。按照本发明制成的二氧化钛淤浆通常具有显著量的水。干燥阶段用于在之前颜料与聚合物结合之前去除水。干燥工艺的产物可称作″干燥颜料″。
优选，还可以将低挥发性颜料基料进行研磨步骤如在流体能量磨机中湿研磨或微粉化.研磨用于破碎附聚物或聚集体。如上所述，湿研磨可在去除可溶矾土之前进行。优选，微粉化针对干燥颜料进行。
在一个或多个用于由浸析颜料制备低挥发性颜料的整饰步骤过程中，低挥发性颜料基料还优选用一种或多种有机化合物进行表面处理。可以加入对低挥发性颜料基料进行表面处理的有机化合物的例子包括多元醇，烷醇胺，硅烷，有机亚磷化合物，脂肪酸和酯。使用有机化合物处理颜料基料的方法是本领域熟练技术人员熟知的。
如上所述，根据本发明，二氧化钛淤浆可在加入聚合物基质中之前被中和的，洗涤，干燥，湿磨机和/或微粉化。有机化合物可在二氧化钛淤浆形成之后和在加入聚合物基质中之前的任何时候加入。加入有机化合物的最佳时间取决于所需产物和处理条件。例如，有机化合物可在干燥前后，或在任何研磨步骤如湿研磨或微粉化之后作为二氧化钛淤浆中的湿处理剂加入。
如果加入一种以上的有机表面处理剂，该加入可出现在相同的或不同的步骤。因为可以加入多种有机物，且可以加入多个种类的有机化合物，一系列不同的有机物处理可应用于根据本发明制成的浸析基料。例如，相同的有机化合物可在整饰工艺中在两个或更多不同的点加入，且不同的有机化合物可在整饰工艺中在相同的点或在不同的点加入。如果一种以上的有机化合物用于形成表面处理剂，用作低挥发性颜料基料的表面处理剂的第一有机化合物可称作″第一有机化合物″。类似地，用作低挥发性颜料基料的表面处理剂的第二有机化合物可称作″第二有机化合物。″用于产生表面处理的每种其它的有机化合物可类似命名。例如，第一有机化合物可在洗涤步骤之前加入和第二有机化合物可在微粉磨机中加入。
理论上，还可以用无机化合物处理低挥发性颜料基料。但任何无机处理的益处必须超过这些无机化合物增加与颜料有关的挥发物的量的可能性。可用于处理低挥发性颜料基料的无机化合物的例子包括磷酸盐和硅石。用于加入这些化合物的方法是本领域熟练技术人员熟知的。
在去除可溶矾土之后可以使用的前述处理或整饰步骤是示例性的且不应理解为将可应用于低挥发性颜料基料的整饰步骤限定至任何类型的处理或单元操作。
一旦形成所需低挥发性颜料，它可结合到聚合物中以形成聚合物基质。短语″聚合物基质″是指包含低挥发性颜料和聚合物的物质。用于低挥发性颜料与聚合物结合的方法是本领域熟练技术人员熟知的。合适的聚合物包括，但不限于此聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯。本发明的低挥发性颜料通常以基于聚合物基质重量约1％最高约80％重量的量结合在聚合物中。更通常，聚合物基质包含基于聚合物基质的重量约10％-约20％的低挥发性颜料。
按照本发明制成的挥发性颜料还适用于母料场合。在母料场合中使用颜料的方法是本领域熟练技术人员熟知的。
实施例
本发明通过以下实施例说明。这些仅是说明性的且不应理解为限定本发明的范围。
试验方法
以下描述用于实施例的试验方法以评价穿孔和水分分析。
穿孔
二氧化钛通过将125克TiO2和125克Dow NA 722低密度聚乙烯树脂在连接有具有banbury转子的Rheomix 3000混合器的Rheocord 9000扭矩流变计中混合而配混到50％母料中。所得浓缩物随后在24∶1 L/DKillion挤出机上造粒并将粒料在恒湿箱中在50％相对湿度和22℃下调控48小时。
穿孔试验在配有用于制造铸膜的细缝模头的相同的Killion上进行。Killion 10英寸抛光铬冷硬轧辊用于拉伸膜，其中使用温度分布(区1至模头)300，350，415，515，625°F。将50％浓缩物与纯低密度聚乙烯混合使得得到20％TiO2浓度膜并加料到Killion挤出机。穿孔结果通过视觉观察而定级。使用1.0-3.0定级体系并使用增量0.1表示样品之间的相对性能。
定级膜外观
1.0-没有穿孔，清洁膜
2.0-开始穿孔，没有明显的孔
3.0-穿孔，膜中的孔
水分分析
将所要测试的颜料样品首先在恒定条件箱中在23℃和50％相对湿度下调控24小时。在调控之后，0.25克样品使用连接有蒸发器(型号VA-06)的Mitsubishi湿度计(型号CA-06)分析。水分使用coulometric Carl Fischer滴定在炉温300℃下测定。
实施例1
将在氧化之后收集的1.27千克二氧化钛制成约300克/升浓度的淤浆。淤浆加热至75℃。并加入一些98％硫酸以溶解任何易溶性矾土。在30分钟之后，将酸化淤浆使用真空过滤过滤并用2升软化水洗涤以从滤饼中转移出可溶铝。洗涤滤饼随后用另外3升软化水再制浆，加热至75℃。并加入氢氧化钠溶液(200gpl NaOH)以将pH升至8.0。中和的淤浆随后过滤并使用3升软化水洗涤。制备出5种单独的批料并使用对于TiO2的2，4，6，8和10％浓硫酸重量进行浸析。样品进行干燥并通过X-射线荧光分析矾土水平。结果在下表I中制表。
表I
    H2SO4w/w，基于TiO2     ％Al2O3
    0(起始基料)     0.80
    2     0.50
    4     0.47
    6     0.47
    8     0.47
    10     0.47
可以看出，大于4％的硫酸加入水平对最终矾土水平没有任何影响。在所有情况下，在浸析和洗涤之后矾土水平得到明显下降。
实施例2
收集许多样品氧化剂出料。中和和浸析在75℃下针对约300克/升TiO2浓度的淤浆进行。
1.中和-使用NaOH溶液将淤浆中和至pH 8并过滤洗涤，随后在110℃下干燥。
2.浸析-淤浆在加热之前加入有作为98％强度硫酸的基于TiO2重量的4％H2SO4。通过达到75℃，将淤浆洗滤并再浆化。将再浆化基料加热至75℃。并用NaOH溶液中和至pH8，随后洗滤去除残余硫酸盐离子。基料随后在110℃下干燥。
矾土水平和水分含量(在300℃下使用Mitsubishi分析器测定)在下表II中制表。
表II
样品No.         矾土水平％          水分水平％
  中和的    浸析的     中和的     浸析的
    1     1.11     0.75     0.321     0.258
    2     1.11     0.74     0.371     0.307
    3     0.80     0.47     0.368     0.275
显然可溶矾土的去除明显降低了基料水分含量。
实施例3
氧化剂出料用基于TiO2重量的4％H2SO4重量浸析并洗涤去除可溶矾土。洗涤基料随后用水再浆化并加入NaOH溶液以中和淤浆，随后洗涤去除残余硫酸盐离子。基料随后干燥。第二量的基料通过简单地中和和洗涤氧化剂出料，随后干燥而制成。浸析和非浸析基料随后混合与0.7％重量Sylvacote K(Arizona Chemicals Corp)混合并微粒化。
将微粉化样品制成50％浓度母料用于穿孔试验。与用于穿孔试验的标准稀释至20％TiO2一起，进一步稀释以获得在膜中的25，30，35和40％TiO2。穿孔结果在下表III中制表。
表III
    TiO2浓度   非浸析基料     浸析基料
    20％     1.0     1.0
    25％     1.5     1.3
    30％     2.1     1.5
    35％     2.3     1.6
    40％     2.5     2.0
可以看出，浸析基料更耐穿孔并对于给定的穿孔水平可经受较高TiO2加载量。
实施例4
氧化剂出料按照实施例2进行浸析和洗涤并在110℃下干燥。另外制备中和的，非浸析的基料的样品并干燥。向这些基础颜料中加入变化量的n-辛酸，并将该有机处理的颜料用转筒混合并微粒化。测试最终微粉化颜料的水分含量并另外测试穿孔。结果以下在表IV中给出。
表IV
    ％辛酸          非浸析基料        浸析基料
    水分％     穿孔     水分％     穿孔
    0.2     0.352     1.9     0.232     1.0
    0.4     0.346     1.3     0.230     1.0
    0.6     0.319     1.3     0.227     1.0
浸析基料用于生产在任何有机加入量下不显示任何″穿孔″倾向的具有基本上较低水分含量的最终颜料TiO2。
实施例5
基料通过按照实施例2浸析和洗涤氧化剂出料而制成。在干燥之后，将0.35％重量(基于TiO2)的聚二甲基硅氧烷加入基料同时翻滚，并将该处理的基料微粉化。水分含量和穿孔以下在表V中给出。
表V
    水分含量     穿孔
    0.177％     1.0
对比例
测试高度推荐使用在高温场合的商业颜料，A，B，C，D和E的矾土水平和水分含量。结果在下表VI中制表。
表VI
    样品     矾土水平     水分％
    A     0.59％1     0.323
    B     1.05％2     0.333
    C     1.0％2     0.349
    D     1.42％2     0.347
    E     1.36％2     0.329
1硫酸盐工艺颜料
2氯化物工艺颜料
可以看出，使用浸析基料制成的颜料的水分含量与商业颜料相比具有基本上较低的水分。实际上，在浸析，洗涤，中和，洗涤和干燥之后制成的基料(实施例2)与商业颜料相比都具有较低的水分，即使它们没有进行有机表面处理。
尽管本发明已根据其特定实施方案进行描述，但可以理解它能够进一步改性且该申请意味着覆盖一般遵循本发明原则的本发明的任何变型，用途，或修改，而且包括本发明所属领域已知的或惯用的并可根据以上给出的基本特征应用的且如下在所附权利要求书范围内的偏离本公开内容的那些。

Claims (13)

1.一种用于生产二氧化钛颜料基料的方法，包括：
a.氧化四氯化钛和氯化铝以形成包含共氧化矾土和二氧化钛的氧化剂出料；和
b.将氧化剂出料与酸或碱溶剂结合，然后浸析和去除基于二氧化钛的重量，0.05％重量以上的共氧化矾土，所述浸析和去除造成共氧化矾土与二氧化钛的比率下降，造成二氧化钛淤浆的形成，所述二氧化钛淤浆包含所述二氧化钛颜料基料。
2.一种用于生产二氧化钛颜料的方法，包括：
a.得到氧化剂出料，所述氧化剂出料包含二氧化钛和共氧化矾土；
b.将氧化剂出料与酸或碱溶剂结合；
c.溶解基于二氧化钛的重量，0.05％重量以上的共氧化矾土以形成溶解的矾土；
d.从二氧化钛中去除溶解的矾土，使形成二氧化钛淤浆，所述二氧化钛淤浆包含二氧化钛颜料基料；和
e.干燥和微粉化二氧化钛颜料基料以形成二氧化钛颜料。
3.根据权利要求2的方法，其中溶剂是酸。
4.根据权利要求3的方法，其中酸是硫酸。
5.根据权利要求2的方法，其中溶剂是碱。
6.根据权利要求5的方法，其中碱是氢氧化钠。
7.根据权利要求2的方法，其中所述去除利用了过滤。
8.根据权利要求2的方法，其中所述去除利用了倾析。
9.根据权利要求2的方法，进一步包括中和和洗涤二氧化钛淤浆。
10.一种用于生产二氧化钛颜料的方法，包括：
a.氧化四氯化钛和氯化铝以形成包含含矾土的化合物的氧化剂出料；
b.去除对于二氧化钛重量大于0.05％重量的量的所述含矾土的化合物以形成二氧化钛颜料基料，所述去除是通过使氧化剂出料与酸或碱溶剂结合然后浸析完成的；和
c.干燥和微粉化二氧化钛颜料基料以形成二氧化钛颜料。
11.根据权利要求10的方法，进一步包括中和和洗涤所述二氧化钛颜料基料。
12.根据权利要求10的方法，进一步包括用至少一种有机化合物处理二氧化钛颜料基料，所述有机化合物选自多元醇，硅烷，硅氧烷，有机磷化合物，胺，脂肪酸和酯。
13.一种用于生产二氧化钛颜料的方法，包括：
a.氧化四氯化钛和氯化铝以形成氧化剂出料，所述氧化剂出料包含共氧化矾土和二氧化钛；
b.将氧化剂出料与酸或碱溶剂结合；
c.溶解对于二氧化钛至少0.05％重量的共氧化矾土以形成溶解的矾土；
d.从二氧化钛中去除溶解的矾土，使形成二氧化钛淤浆，所述二氧化钛淤浆包含二氧化钛和残余酸或碱溶剂；
e.中和和洗涤所述二氧化钛淤浆并去除残余酸或碱溶剂；
f.在所述中和和洗涤之后干燥所述二氧化钛淤浆，使形成干燥颜料；
g.微粉化所述干燥颜料以形成所述二氧化钛颜料；和
h.在已形成步骤(d)的二氧化钛淤浆和完成步骤(g)的微粉化之间的该方法中的某个点，加入至少一种有机表面处理剂。
CNB028045823A 2001-02-05 2002-02-04 用于制备低挥发性二氧化钛颜料的方法 Expired - Fee Related CN1221614C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/777,834 2001-02-05
US09/777,834 US6517629B2 (en) 2001-02-05 2001-02-05 Methods for making low volatile titanium dioxide pigments

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1491262A CN1491262A (zh) 2004-04-21
CN1221614C true CN1221614C (zh) 2005-10-05

Family

ID=25111444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028045823A Expired - Fee Related CN1221614C (zh) 2001-02-05 2002-02-04 用于制备低挥发性二氧化钛颜料的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6517629B2 (zh)
EP (1) EP1363976A1 (zh)
CN (1) CN1221614C (zh)
AU (1) AU2002258389B2 (zh)
BR (1) BR0206421A (zh)
MX (1) MXPA03006842A (zh)
WO (1) WO2002064683A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002033614A1 (fr) * 2000-10-18 2002-04-25 Arkray, Inc. Systeme d'assistance d'entree de donnees
KR20070024627A (ko) * 2004-06-24 2007-03-02 이시하라 산교 가부시끼가이샤 이산화 티탄 안료 및 그 제조 방법 그리고 그것을 함유하는수지 조성물
US7501379B2 (en) * 2005-09-23 2009-03-10 Eastman Chemicalcompany Catalyst for the production of methyl isopropyl ketone
US7452841B2 (en) * 2005-09-23 2008-11-18 Eastman Chemical Company Catalysts selective for the preparation of mixed ketones from a mixture of carboxylic acids
US7264672B1 (en) 2006-10-31 2007-09-04 National Titanium Dioxide Co. Ltd. (Cristal) Titanium dioxide pigment composite and method of making same
US7935753B2 (en) * 2006-11-13 2011-05-03 Tronox Llc Surface treated pigment
US9701844B2 (en) 2012-05-22 2017-07-11 Basf Se Process for preparing metal oxide coated aluminium effect pigments

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL131807C (zh) 1962-02-06
US3505091A (en) 1968-07-29 1970-04-07 Du Pont Production of titanium dioxide pigments
GB1380361A (en) * 1971-02-10 1975-01-15 Commw Scient Ind Res Org Mineral surfaces
US3770470A (en) * 1972-12-13 1973-11-06 Cabot Corp Pigmented resin compositions
US4170485A (en) * 1978-08-22 1979-10-09 American Cyanamid Company Titanium dioxide slurries from recycle material
AU580017B2 (en) * 1983-11-17 1988-12-22 Rgc Mineral Sands Limited Removal of impurities from ilmenite
US4877818A (en) 1984-09-26 1989-10-31 Rohm And Haas Company Electrophoretically depositable photosensitive polymer composition
JPS6272522A (ja) 1985-09-27 1987-04-03 Kureha Chem Ind Co Ltd アルミナ−チタニア複合粉体及びその製造方法
DE3841457A1 (de) 1988-12-09 1990-06-13 Schoeller F Jun Gmbh Co Kg Kunststoffkonzentrat zur herstellung einer beschichtungsmasse fuer fotografische schichttraeger
GB9216933D0 (en) 1992-08-10 1992-09-23 Tioxide Group Services Ltd Oxidation of titanium tetrachloride
US5332433A (en) 1993-11-24 1994-07-26 Kerr-Mcgee Chemical Corporation Titanium dioxide dispersibility
US5607994A (en) 1994-02-28 1997-03-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Processibility and lacing resistance when silanized pigments are incorporated in polymers
JP3584293B2 (ja) 1995-12-27 2004-11-04 堺化学工業株式会社 揮発水分量の少ない二酸化チタンとその製法およびこれを含有するマスターバッチ
US5908498A (en) * 1996-02-16 1999-06-01 Kerr-Mcgee Chemical Llc Process for preparing an improved low-dusting, free-flowing pigment
US5840112A (en) 1996-07-25 1998-11-24 Kerr Mcgee Chemical Corporation Method and apparatus for producing titanium dioxide
US5824146A (en) 1997-07-03 1998-10-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for making a photodurable aqueous titanium dioxide pigment slurry using a high level of aluminum co-oxidant
US5993533A (en) * 1998-07-02 1999-11-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Continuous wet treatment process to prepare durable, high gloss titanium dioxide pigment

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002064683A1 (en) 2002-08-22
CN1491262A (zh) 2004-04-21
AU2002258389B2 (en) 2004-09-02
BR0206421A (pt) 2003-12-30
US6517629B2 (en) 2003-02-11
EP1363976A1 (en) 2003-11-26
MXPA03006842A (es) 2003-11-13
US20020148389A1 (en) 2002-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1106432C (zh) 经过硅烷处理的无机颜料
CN1189400C (zh) 制备光催化的二氧化钛粉末的方法
CN102391689B (zh) 一种高分散金红石产品的制备方法
CN105949823B (zh) 一种氯化副产盐酸用于钛白粉包膜的方法
CN1221614C (zh) 用于制备低挥发性二氧化钛颜料的方法
CN1064285A (zh) 在制备含微量色素的二氧化钛时添加胶体二氧化锡
DE112015004148T5 (de) Herstellungsverfahren zur direkten Synthetisierung von Titanweiß aus einer aus Ilmenit hergestellten titanreichen organischen Phase
EP2607318A1 (en) Method for producing dispersion of rutile-type titanium oxide particles
CN1946750A (zh) 氯乙烯树脂组合物及其制备方法
JP5136519B2 (ja) 二酸化チタン粒子とその製造方法
CN101061164A (zh) 用于净化氯乙烯聚合物（pvc）中的重金属的方法
CN1084223A (zh) 提高钛铁物料品位的方法
CN1703372A (zh) 具有低氯和低金红石含量的超细微粒氧化钛及其生产方法
AU2002258389A1 (en) Methods for making low volatile titanium dioxide pigments
CN1281508C (zh) 由硫酸法的分解残留物制备二氧化钛的方法
AU633652B2 (en) A process for the production of tio2 pigments
CN1363521A (zh) 锐钛晶型纳米二氧化钛的制备方法
CN110845901A (zh) 一种水基涂料用纳米氧化锌的制备方法
US8906340B2 (en) Purification of TiCl4 through the production of new co-products
EP2678274B1 (en) PURIFICATION OF TiCl4 THROUGH THE PRODUCTION OF NEW CO-PRODUCTS
CN1095083A (zh) 表面涂层的粒状聚合物添加剂
KR101575731B1 (ko) 이산화티타늄 나노분말 제조 방법 및 그로부터 제조된 이산화티타늄 나노분말
CN1236735A (zh) 钴锰混合料的分离精制方法
EP2678276B1 (en) PURIFICATION OF TiCL4 TROUGH THE PRODUCTION OF NEW CO-PRODUCTS
CN1153818C (zh) 降低粗粒子数目的二氧化钛浆液的生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20051005

Termination date: 20100204