專利名稱：一種鈦白粉顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦白粉顆粒，尤其是表面包覆著無機(jī)物顆粒的鈦白粉顆粒。
背景技術(shù)：
無機(jī)顏料特別是鈦白粉顏料，經(jīng)常在不同的聚合物中充當(dāng)漂白劑、著色劑或遮光劑；因?yàn)殁伆追塾蟹浅：玫纳⒐夤δ?，也適用于建筑涂膜、工業(yè)涂膜、紙膜等領(lǐng)域。在建筑涂料領(lǐng)域中，隨著顏料體積濃度增加，鈦白粉顆粒會(huì)相互接近、纏繞和結(jié)合，減少了二氧化鈦的分散性，導(dǎo)致顏料的遮蓋力降低，嚴(yán)重影響了的涂料漆膜的整體性能。
工藝上為減少上述問題，采用了許多方法例如，向涂料中加入填充料來增大鈦白粉顆粒間的間隙，以保持其分散性，然而，填充料通常也是一些易聚集的大顆粒，很難在涂料中分散，難以達(dá)到增大鈦白粉分散性的目的。此外，還可以通過增加顏料體積濃度來提高分散性，因?yàn)楸砻娣e較大的水合硅酸鹽可沉淀在鈦白粉顆粒表面，但是，沉淀在鈦白粉顆粒表面表面積較大的水合硅酸鹽具有很強(qiáng)的吸油性，這會(huì)降低漆膜的連續(xù)性。減小顏料體積濃度，限制了涂料制造設(shè)備的適應(yīng)性。此外，硅土聚集程度較高，不能均勻分散在鈦白粉顆粒表面。另外，使用聚合物涂膜價(jià)格過于昂貴，且操作不當(dāng)會(huì)使鈦白粉顆粒產(chǎn)生嚴(yán)重的凝聚現(xiàn)象。還有的研究將含有無機(jī)物顆粒的漿液與一定尺寸的金屬氧化物顆粒漿液相混合，但這種顏料在涂膜及其它的應(yīng)用中仍然不能令人滿意。
日本專利Kokai Hei 3-275768中介紹了一種鈦白粉顆粒的生產(chǎn)方法，在漿狀物的狀態(tài)下，將鈦白粉顆粒與氧化鋁顆粒相混合制成氧化鋁涂膜，氧化鋁在鈦白粉顆粒中的重量百分比范圍是1-20％。在漿狀物中，沒有說明氧化鋁顆粒的尺寸，而生產(chǎn)目的是在鈦白粉顆粒表面包覆著氧化鋁涂膜。因此，氧化鋁顆粒的尺寸必須非常小，這些小尺寸的氧化鋁顆粒在同鈦白粉顆粒的漿液混合時(shí)會(huì)在鈦白粉顆粒表面凝聚，這樣得到的鈦白粉顆粒不具有散光性。
帕特森在美國專利2,187,050中介紹了制備對鈦白粉涂膜的方法首先制備含水氧化鋁的沉淀物并進(jìn)行提純，然后制備氧化鋁的漿液或懸浮液，再將其與鈦白粉顏料的漿液或懸浮液混合。然后將混合后的漿液過濾后進(jìn)行干燥。但發(fā)明中沒有說明氧化鋁在漿液或懸浮液中的顆粒尺寸。韋伯在美國專利4,376,655也介紹了制備對二氧化鈦的涂膜方法將不定形的氫氧化鋁凝膠與鈦白粉顏料和水混合，生成含水的鈦白粉顏料漿液。這種方法改進(jìn)了用于造紙或其它領(lǐng)域的鈦白粉顏料漿液的光學(xué)效率。但沒有提及氫氧化鋁凝膠中氧化鋁的顆粒尺寸，由于凝膠使顆粒相互連接，在鈦白粉顆粒表面不能形成分散的顆粒涂膜。
綜上所述，傳統(tǒng)的鈦白粉顏料當(dāng)體積濃度增大時(shí)，散光性變差，分散率降低，影響了顏料的使用，且使用上述的制備方法都不能很好的解決此問題。隨著人們對顏料性能要求的提高，傳統(tǒng)的鈦白粉顏料顆粒及相關(guān)的制備方法都不能滿足當(dāng)前的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種鈦白粉顆粒，其特征在于顆粒表面包覆著大量分散的無機(jī)物顆粒，無機(jī)物顆粒平均直徑范圍是5-50微米，重量百分比小于15％(基于鈦白粉顆粒)，適宜的形狀是正三角形和球形。這種鈦白粉制成的顏料體積濃度較高時(shí)，仍然有良好的散光性，而且吸油性較低，保證了涂膜的連續(xù)性。很好的克服了傳統(tǒng)的鈦白粉顏料體積濃度增大，散光性變差的缺陷，實(shí)用性大大加強(qiáng)。
無機(jī)物顆粒包括(并不限制水合形式)硅、鈦、鋯、鋅、鎂、鋁、釔、銻、鈰和錫的氧化物；鋇和鈣的硫酸鹽；鋅的硫化物；鋅、鈣、鎂的碳酸鹽；單一或混合的金屬物質(zhì)，例如天然的鈣、鎂的碳酸鹽或其混合物；鋁的氮化物；鋁、鈣、鎂、鋅和鈰的硫酸鹽；鈣、鎂、鋁的鈦酸鹽；鎂和鈣的氟化物；鋅、鋯、鈣、鋇、鎂的硅酸鹽；混合的堿土和天然的硅酸鹽等；堿或堿土鋁矽酸鹽、天然的鋁矽酸鹽；鋅、鈣、鎂的鋁酸鹽；混合的堿土；鋁的氫氧化物；無機(jī)物顆?？梢允巧鲜鑫镔|(zhì)或是它們的混合物。理想的無機(jī)物顆粒包括無定形硅石、含堿或堿土鋁矽酸鹽、天然的鋁矽酸鹽、硅酸鈣、二氧化鈦、磷酸鈣、碳酸鈣以及由上述物質(zhì)組成的混合物。
用于鈦白粉顆粒顏料中的無機(jī)物顆?；蚱涞葍r(jià)物種類繁多，適宜的無機(jī)物顆粒應(yīng)不吸收可見光，不與其它物質(zhì)發(fā)生不良的副反應(yīng)。無機(jī)物顆粒通過范德華力吸附在鈦白粉顆粒表面，通過鈦白粉和含水氧化物顆粒的化學(xué)結(jié)合進(jìn)一步加固，在鈦白粉顆粒表面分布均勻。無機(jī)物顆粒的大小尤為重要，它們的尺寸應(yīng)小于鈦白粉顆粒尺寸。無機(jī)物顆粒適宜的直徑范圍是7-35微米，理想的直徑范圍是10-25微米。分散在鈦白粉顆粒表面上的無機(jī)物顆粒重量百分比小于15％(基于鈦白粉顆粒)。其形狀可以是球形、正三角形、棒狀或盤狀。為降低吸油性，適宜的形狀是正三角形和球形。氧化鋁一般不是正三角形，而是盤狀或帶狀，因此不適合選用。
制備這種鈦白粉顆粒時(shí)，將鈦白粉顆粒的漿液同氫氧化鈣混合，然后向混合后的漿液中通入二氧化碳，在鈦白粉顆粒表面生成大量分散的碳酸鈣顆粒。同樣可以使用氧化鈣同鈦白粉顆粒漿液混合，然后向混合后的漿液中通入二氧化碳，在鈦白粉顆粒表面生成大量分散的碳酸鈣顆粒。過濾干燥后既得鈦白粉顆粒產(chǎn)品。
還有一種方法是將鈦白粉顆粒的漿液同無機(jī)物顆粒的膠狀懸浮物以一定比例混合，然后過濾干燥以得到符合要求的產(chǎn)品。
使用本發(fā)明中鈦白粉顆粒制成的鈦白粉顏料體積濃度為25％時(shí)，光散射系數(shù)大于0.31m2/g；體積濃度為35％時(shí)，光散射系數(shù)大于0.26m2/g，鈦白粉顏料涂膜中鈦白粉顏料的吸油量小于25，由次可見，這種鈦白粉顏料體積濃度增加時(shí)，散光性仍然較好，且顏料的吸油量較小。這種顏料適用于涂膜，例如建筑涂膜、工業(yè)涂膜、紙膜等。
綜上所述，使用這種鈦白粉制成的顏料體積濃度較高時(shí)，仍然保持良好的散光性，而且吸油性較低，保證了涂膜的連續(xù)性。很好的克服了傳統(tǒng)的鈦白粉顏料體積濃度增大，散光性差的缺陷，有較高的實(shí)用價(jià)值和廣泛的市場前景。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例在室溫下，在150毫升水中加入杜邦公司生產(chǎn)的50克鈦白粉R-706、3.0克熟石灰，在高速攪拌器中進(jìn)行攪拌，攪拌過程中，以300毫升/分鐘的速度向漿液中吹入二氧化碳，當(dāng)pH達(dá)到6.5時(shí)停止，然后將漿液過濾，用少量水進(jìn)行洗滌，在115℃的條件下干燥，即得到鈦白粉顏料顆粒產(chǎn)品。產(chǎn)品在電鏡照片中展現(xiàn)了分布在鈦白粉顆粒表面的碳酸鈣微晶體，晶體基本是軸對稱，長度為20-40nm。當(dāng)用x射線衍射儀分析時(shí)，產(chǎn)品中鈦白粉的重量百分比為87.9％，氧化鈣的重量百分比為4.38％，二氧化硅的重量百分比為2.69％。產(chǎn)品密度是3.95克/立方厘米。大多數(shù)的鈣是以碳酸鈣形式存在。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，使用這種鈦白粉顆粒制成顏料時(shí)，當(dāng)顏料體積濃度為25％，光散射系數(shù)為0.35m2/g；當(dāng)體積濃度為35％時(shí)，光散射系數(shù)大于0.30m2/g，鈦白粉顏料涂膜中鈦白粉顏料的吸油量為22.6。由次可見，使用這種表面包覆著無機(jī)物顆粒的鈦白粉顆粒制成顏料，當(dāng)體積濃度增大時(shí)，產(chǎn)品仍然有較好的散光性，且吸油性較低。它很好的克服了傳統(tǒng)的鈦白粉顏料體積濃度增大，散光性變差的缺陷，有較高的使用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種鈦白粉顆粒，其特征在于，顆粒表面包覆著大量無機(jī)物顆粒，無機(jī)物顆粒的直徑范圍為5-50微米，無機(jī)物顆粒包括(并不限制水合形式)硅、鈦、鋯、鋅、鎂、鋁、釔、銻、鈰和錫的氧化物；鋇和鈣的硫酸鹽；鋅的硫化物；鋅、鈣、鎂的碳酸鹽；單一或混合的金屬物質(zhì)，例如天然的鈣、鎂的碳酸鹽或其混合物；鋁的氮化物；鋁、鈣、鎂、鋅和鈰的硫酸鹽；鈣、鎂、鋁的鈦酸鹽；鎂和鈣的氟化物；鋅、鋯、鈣、鋇、鎂的硅酸鹽；混合的堿土和天然的硅酸鹽等；堿或堿土鋁矽酸鹽、天然的鋁矽酸鹽；鋅、鈣、鎂的鋁酸鹽；混合的堿土；鋁的氫氧化物；無機(jī)物顆?？梢允巧鲜鑫镔|(zhì)或是它們的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的鈦白粉顆粒，其特征在于，無機(jī)物顆粒適宜的直徑范圍為7-35微米。
3.如權(quán)利要求1所述的鈦白粉顆粒，其特征在于，無機(jī)物顆粒的形狀可以為正三角形或球形。
4.如權(quán)利要求1所述的鈦白粉顆粒，其特征在于，適宜的無機(jī)物顆粒包括無定形硅石、含堿或堿土鋁矽酸鹽、天然的鋁矽酸鹽、硅酸鈣、二氧化鈦、磷酸鈣、碳酸鈣以及由上述物質(zhì)組成的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的鈦白粉顆粒，其中無機(jī)物顆粒重量百分比小于15％(基于鈦白粉顆粒)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦白粉顆粒，其特征在于顆粒表面包覆著大量分散的無機(jī)物顆粒，無機(jī)物顆粒平均直徑范圍是5－50微米，重量百分比小于15％(基于鈦白粉顆粒)，適宜的形狀是正三角形和球形。這種鈦白粉制成的顏料體積濃度較高時(shí)，仍然有良好的散光性，而且吸油性較低，保證了涂膜的連續(xù)性。顏料適用于涂膜，例如建筑涂膜、工業(yè)涂膜、紙膜等等。它克服了傳統(tǒng)的鈦白粉顏料體積濃度增大，散光性變差的缺陷，實(shí)用性大大加強(qiáng)。
文檔編號(hào)C09C1/36GK1530403SQ0310780
公開日2004年9月22日 申請日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者趙欣平, 何唯平 申請人:深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司