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高遮蓋力二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法

文檔序號:3817338閱讀:444來源:國知局
專利名稱:高遮蓋力二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種顏料的生產(chǎn)方法,特別是涉及一種高遮蓋力二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)
二氧化鈦因具有折射率高、消色力強(qiáng)、光澤度和白度好等優(yōu)點(diǎn)而成為最好的白色顏料,廣泛用于涂料、塑料、造紙、油墨和化纖等領(lǐng)域。由于二氧化鈦特別是金紅石型二氧化鈦的光催化活性,在使用過程中會催化降解與之接觸的有機(jī)成分,使涂料產(chǎn)生失光及粉化脫落等現(xiàn)象,嚴(yán)重降低產(chǎn)品的各種性能和使用壽命。因此,采用包膜技術(shù)對TiO2粒子進(jìn)行表面處理,即在TiO2粒子表面包覆一層光化學(xué)惰性好的物質(zhì)作屏障,從而降低TiO2的光化學(xué)活性,有利于提高TiO2粒子的耐候性、分散性、光澤和遮蓋力等性能。
現(xiàn)有的對TiO2粒子進(jìn)行表面處理以提高TiO2顏料性能的方法,通常采用無機(jī)包膜和有機(jī)包膜。能用于無機(jī)包膜的化學(xué)物質(zhì)較多,最常用的是硅、鋁、鋯、磷,該包膜工藝是在TiO2粒子上先包覆一層致密SiO2、ZrO2或CeO2以提高其耐候性和光澤,再包覆一層氧化鋁以提高其分散性和遮蓋力等性能,也有在中間或者最里層包覆P2O5,如英國專利1368601、PCT申請WO01/79357A2等。美國專利3897261提供了改進(jìn)TiO2顏料遮蓋力的方法,即在溫度為60℃、PH為7的條件下,在TiO2粒子上兩次沉積二氧化硅和氧化鋁,但該方法由于沒有包覆致密硅,產(chǎn)品雖然遮蓋性能有所提高,但耐候性較差。美國專利4075031也提供了一種改進(jìn)TiO2顏料遮蓋力的方法,即在90℃高溫下進(jìn)行包膜,由于溫度較高,致使反應(yīng)不易控制,沉積物不能完全沉積在TiO2粒子上,影響TiO2性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有方法的不足,提供了一種高遮蓋力二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,該方法能在較低溫度下進(jìn)行包膜,產(chǎn)品具有高的遮蓋力和很好的耐候性。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高遮蓋力二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,包括以下步驟1)用蒸餾水或去離子水將二氧化鈦初品配制成漿料;2)用堿溶液調(diào)漿料PH值為堿性;3)加入分散劑,在砂磨機(jī)內(nèi)砂磨后過濾;4)將過濾后的漿料加入到包膜罐中,加熱到60℃~85℃;5)加入硅酸鈉溶液;6)并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液,使?jié){料PH值為10.0~11.0;7)勻速加入硫酸溶液,使?jié){料PH值為7.0~8.0;8)將漿料溫度降至50℃~70℃,并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液,使?jié){料PH值為7.5~8.5,攪拌熟化;9)保持漿料溫度為50℃~70℃,并流加入鋁酸鈉溶液和硫酸溶液,使?jié){料PH值為7.5~8.5,攪拌熟化;10)用硫酸溶液調(diào)漿料PH值為7.0~8.0,再攪拌熟化后包膜結(jié)束;11)真空過濾,洗滌,干燥,進(jìn)行氣流粉碎和有機(jī)處理。
進(jìn)一步,步驟1所述二氧化鈦初品是用氯化法或硫酸法生產(chǎn)的二氧化鈦顏料。
進(jìn)一步,所述二氧化鈦初品是銳鈦型或金紅石型。
進(jìn)一步,步驟2所述堿溶液是氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或碳酸鈉溶液。
進(jìn)一步,步驟2所述PH值為10.0~10.5。
進(jìn)一步,步驟3所述分散劑是硅酸鈉溶液或六偏磷酸鈉溶液。
進(jìn)一步,步驟5和步驟6所述硅酸鈉溶液的加入量都是二氧化鈦初品加入量的1.0%~2.5%,所述硅酸鈉溶液的加入量以SiO2計。
進(jìn)一步,步驟8所述硅酸鈉溶液和步驟9所述鋁酸鈉溶液的加入量都是二氧化鈦初品加入量的5.0%~8.0%,所述硅酸鈉溶液的加入量以SiO2計,所述鋁酸鈉溶液的加入量以Al2O3計。
進(jìn)一步,步驟11所述的有機(jī)處理采用胺類、醇類、有機(jī)硅或羧酸類處理。
進(jìn)一步,所述硫酸溶液的重量百分比濃度為10%~50%。
本發(fā)明的有益效果是通過調(diào)整二氧化鈦漿料的PH值和溫度,依次在TiO2粒子表面包覆不低于2.5%的耐久型致密二氧化硅和不低于4.0%的親水型遮蓋力好的疏松多孔的二氧化硅,再包覆不低于4.0%的分散性好的氧化鋁。本發(fā)明生產(chǎn)的二氧化鈦顏料具有遮蓋力高、分散性好和耐候性高的特點(diǎn),由于粒子表面粗糙多孔,適宜于建筑涂料,特別適宜于顏料體積濃度高的平光乳膠漆。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。
實施例1將二氧化鈦初品500g用去離子水配制成漿料,加入氫氧化鈉溶液使?jié){料PH值為10.05,加入六偏磷酸鈉溶液,將漿料在砂磨機(jī)內(nèi)砂磨,用篩濾出砂粒和粗顆粒。將漿料加入到包膜罐中,升溫至76℃,開始包致密硅。先加入二氧化鈦初品加入量的0.5%的硅酸鈉溶液(以SiO2計),然后并流加入二氧化鈦初品加入量的0.5%的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為20%的硫酸溶液,加入的速度以保持漿料PH值維持在10.0~11.0之間。加料結(jié)束后,用硫酸溶液勻速酸化至漿料PH為7.0,再攪拌熟化,溫度由76℃降至70℃,開始包多孔硅。并流加入二氧化鈦初品加入量的5.0%的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為40%的硫酸溶液,維持漿料PH值為8.0±0.5,攪拌熟化。然后并流加入二氧化鈦初品加入量的5.0%的鋁酸鈉溶液和重量百分比濃度為40%的硫酸溶液,加入速度以維持漿料PH值為8.0±0.5,再攪拌熟化,用硫酸調(diào)漿料PH值為7.5,攪拌熟化,過濾,洗滌,干燥,然后氣流粉碎,在氣流粉碎時加入有機(jī)處理劑三羥甲基丙烷進(jìn)行有機(jī)處理。
制備的顏料的重量百分比組成為TiO281.90%、SiO29.76%、Al2O34.83%,顏料的酸溶性小于0.01%,吸油量為34.3g/100g,在含25%鈦白顏料涂料中,遮蓋力為100g/m2。
實施例2將二氧化鈦初品500g用去離子水配制成漿料,加入氫氧化鉀溶液使?jié){料PH值為10.2,加入硅酸鈉溶液,將漿料在砂磨機(jī)內(nèi)砂磨,用篩濾出砂粒和粗顆粒。將漿料加入到包膜罐中,升溫至60℃,開始包致密硅。先加入二氧化鈦初品加入量的1.0%的硅酸鈉溶液(以SiO2計),然后并流加入二氧化鈦初品加入量的1.0%的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為20%的硫酸溶液,加入的速度以保持漿料PH值維持在10.0~11.0之間。加料結(jié)束后,用硫酸溶液勻速酸化至漿料PH為7.5,再攪拌熟化,保持溫度為60℃,開始包多孔硅。并流加入二氧化鈦初品加入量的6.0%的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為30%的硫酸溶液,維持漿料PH值為7.8±0.3,攪拌熟化。然后并流加入二氧化鈦初品加入量的7.0%的鋁酸鈉溶液和重量百分比濃度為40%的硫酸溶液,加入速度以維持漿料PH值為7.8±0.3,再攪拌熟化,用硫酸調(diào)漿料PH值為7.0,攪拌熟化,過濾,洗滌,干燥,然后氣流粉碎,在氣流粉碎時加入有機(jī)處理劑三乙醇胺進(jìn)行有機(jī)處理。
制備的顏料的重量百分比組成為TiO280.24%、SiO28.33%、Al2O36.46%,顏料的酸溶性為0.108%,吸油量為26.2g/100g TiO2,分散性為15μm,在25%鈦白顏料涂料中,遮蓋力為95g/m2。
實施例3將二氧化鈦初品500g用蒸餾水配制成漿料,加入碳酸鈉溶液使?jié){料PH值為10.5,加入硅酸鈉溶液,將漿料在砂磨機(jī)內(nèi)砂磨,用篩濾出砂粒和粗顆粒。將漿料加入到包膜罐中,升溫至85℃,開始包致密硅。先加入二氧化鈦初品加入量的1.0%的硅酸鈉溶液(以SiO2計),然后并流加入二氧化鈦初品加入量的1.5%的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為10%的硫酸溶液,加入的速度以保持漿料PH值維持在10.0~11.0之間。加料結(jié)束后,用硫酸溶液勻速酸化至漿料PH為8.0,再攪拌熟化,降溫為50℃,開始包多孔硅。并流加入二氧化鈦初品加入量的8.0%的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為40%的硫酸溶液,維持漿料PH值為8.2±0.3,攪拌熟化。然后并流加入二氧化鈦初品加入量的8.0%的鋁酸鈉溶液和重量百分比濃度為50%的硫酸溶液,加入速度以維持漿料PH值為8.2±0.3,再攪拌熟化,用硫酸調(diào)漿料PH值為8.0,攪拌熟化,過濾,洗滌,干燥,然后氣流粉碎,在氣流粉碎時加入有機(jī)處理劑月桂酸或有機(jī)硅進(jìn)行有機(jī)處理。
制備的顏料的重量百分比組成為TiO280.92%、SiO28.04%、Al2O36.25%,顏料的酸溶性為0.288%,吸油量為26.1g/100g,分散性為23μm,在25%鈦白顏料涂料中,遮蓋力為95g/m2。
權(quán)利要求
1.高遮蓋力二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,包括以下步驟1)用蒸餾水或去離子水將二氧化鈦初品配制成漿料;2)用堿溶液調(diào)漿料PH值為堿性;3)加入分散劑,在砂磨機(jī)內(nèi)砂磨后過濾;4)將過濾后的漿料加入到包膜罐中,加熱到60℃~85℃;5)加入硅酸鈉溶液;6)并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液,使?jié){料PH值為10.0~11.0;7)勻速加入硫酸溶液,使?jié){料PH值為7.0~8.0;8)將漿料溫度降至50℃~70℃,并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液,使?jié){料PH值為7.5~8.5,攪拌熟化;9)保持漿料溫度為50℃~70℃,并流加入鋁酸鈉溶液和硫酸溶液,使?jié){料PH值為7.5~8.5,攪拌熟化;10)用硫酸溶液調(diào)漿料PH值為7.0~8.0,再攪拌熟化后包膜結(jié)束;11)真空過濾,洗滌,干燥,進(jìn)行氣流粉碎和有機(jī)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于步驟1所述二氧化鈦初品是用氯化法或硫酸法生產(chǎn)的二氧化鈦顏料。
3.如權(quán)利要求2所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于所述二氧化鈦初品是銳鈦型或金紅石型。
4.如權(quán)利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于步驟2所述堿溶液是氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或碳酸鈉溶液。
5.如權(quán)利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于步驟2所述PH值為10.0~10.5。
6.如權(quán)利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于步驟3所述分散劑是硅酸鈉溶液或六偏磷酸鈉溶液。
7.如權(quán)利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于步驟5和步驟6所述硅酸鈉溶液的加入量都是二氧化鈦初品加入量的1.0%~2.5%,所述硅酸鈉溶液的加入量以SiO2計。
8.如權(quán)利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于步驟8所述硅酸鈉溶液和步驟9所述鋁酸鈉溶液的加入量都是二氧化鈦初品加入量的5.0%~8.0%,所述硅酸鈉溶液的加入量以SiO2計,所述鋁酸鈉溶液的加入量以Al2O3計。
9.如權(quán)利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于步驟11所述的有機(jī)處理采用胺類、醇類、有機(jī)硅或羧酸類處理。
10.如權(quán)利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,其特征在于所述硫酸溶液的重量百分比濃度為10%~50%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高遮蓋力二氧化鈦顏料的生產(chǎn)方法,該方法包括以下步驟1)配制漿料;2)調(diào)漿料PH值;3)加入分散劑砂磨后過濾;4)加熱;5)加入硅酸鈉溶液;6)并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液;7)加入硫酸;8)并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液;9)并流加入鋁酸鈉溶液和硫酸溶液;10)調(diào)漿料PH值為7.0~8.0;11)過濾,洗滌,干燥,進(jìn)行氣流粉碎和有機(jī)處理。本發(fā)明生產(chǎn)的二氧化鈦顏料具有遮蓋力高、分散性好和耐候性高的特點(diǎn),由于粒子表面粗糙多孔,適宜于建筑涂料,特別適宜于顏料體積濃度高的平光乳膠漆。
文檔編號C09C1/36GK1850914SQ20061002084
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者伍良英, 侯盛東, 陳新紅 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院
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