專利名稱：：一種具有高遮蓋力的無機復合白色顏料的制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種具有高遮蓋力和高白度的無機復合白色顏料的制備方法，屬于材料科學與工程領域或無機化工領域。
背景技術：
：無機顏料具有良好的耐高溫性能、化學穩(wěn)定性、耐候性等，是重要的功能性顏料之一。無機顏料中的鈦白粉(主要成分為TiO》，特別是金紅石型鈦白粉，遮蓋力和白度高，化學穩(wěn)定性和耐候性好，廣泛應用于涂料、油墨、塑料、皮革、織物、化妝品等領域，是迄今應用性能最佳、應用最為廣泛的高性能白色無機顏料。隨著相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鈦白粉市場需求量逐年上升。但是，鈦白粉生產(chǎn)工藝較為復雜，無論是采用氯化法還是硫酸法生產(chǎn)，生產(chǎn)過程均產(chǎn)生大量的廢氣和廢水，對環(huán)境形成較重的負荷。為了滿足市場對鈦白粉需求量的強勁增長，需要大量投資建設鈦白粉生產(chǎn)廠，一方面導致鈦白粉生產(chǎn)原料的緊張，另一方面對環(huán)境造成的負荷也越來越重。因此，研發(fā)一種遮蓋力和白度與鈦白粉相近，耐候性好、可以代替鈦白粉且生產(chǎn)過程簡單的白色無機顏料一直是相關科研人員努力的目標。近十年來，科研人員做了很多努力，如用部分高白度的煅燒高嶺土、高檔滑石粉、片狀硅酸鋁替代鈦白粉；但是，這些粉體的白度雖然較高，化學穩(wěn)地性也較好，但遮蓋力不及鈦白粉。近年來，科研人員也嘗試采用化學方法在煅燒高嶺土、滑石等粉體表面包覆TiO"但是，以四氯化鈦或硫酸氧鈦為包覆原料的化學沉淀包覆方法，生產(chǎn)成本高，用水量大，同時產(chǎn)生大量的廢水，在生產(chǎn)成本和環(huán)保方面沒有優(yōu)勢。因此，目前還沒有一種無機顏料或復合無機顏料在性能上，特別是在遮蓋力指標上能夠達到鈦白粉的指標。本項發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有鈦白粉替代顏料的不足，提供一種具有高遮蓋力和高白度的無機復合白色顏料的制備方法，這種無機復合白色顏料由鈦白粉和白色硅酸鹽礦物經(jīng)過物理方法復合而成，不僅其粒度、遮蓋力、白度等性能指標達到或接近鈦白粉，而且生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程沒有環(huán)境污染。
發(fā)明內容以鈦白粉和白色礦粉或復合白色礦粉為原料，以濕法超細攪拌磨或砂磨機為復合設備，通過加入一定量的pH調整劑和分散劑對鈦白粉和白色礦粉進行分段濕式超細研磨和復合，然后將超細研磨復合后的漿料進行干燥和機械分散解聚，即得到高遮蓋力和高白度的無機復合白色顏料。其工藝步驟如下(1)將鈦白粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，給入濕法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨，將鈦白粉的平均粒度或中位粒徑D5。研磨至0.5i！m左右，負累積粒度D97《2iim;(2)將白色礦粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，待用；(3)在已超細研磨至平均粒度或中位粒徑Ds。0.5Pm左右，負累積粒度097《2ym的鈦白粉漿料中加入一定量上述工藝步驟(2)中配制的白色礦粉漿料進行混合，并添加pH調整劑，將混合漿料的pH調整到一定范圍后在濕法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨復合，將鈦白粉與白色礦粉復合粉體的平均粒度或中位粒徑D5。研磨至0.5ym左右，負累積粒度D97<3iim;(4)將超細研磨復合后的漿料進行濃縮、過濾、干燥、打散解聚。上述工藝步驟(1)所述的將鈦白粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，給入濕法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨，其特征是，漿料中鈦白粉的質量濃度為25%55%;分散劑為聚丙烯酸鹽類分散劑，用量為鈦白粉質量的0.2%0.8%;上述工藝步驟(2)中所述的將白色礦粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，其特征是，漿料中白色礦粉的質量濃度為40%70%;分散劑為聚羧酸鹽類分散劑，用量為鈦白粉質量的O.2%0.8%;上述工藝步驟(3)所述的在已超細研磨至平均粒度或中位粒徑05。0.5iim左右，負累積粒度097《2ym的鈦白粉漿料中加入一定量上述工藝步驟(2)配制的白色礦粉漿料進行混合，并添加PH調整劑，將混合漿料的pH調整到一定范圍后在濕法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨復合，其特征是白色礦粉與鈦白粉的質量配比為白色礦粉鈦白粉=0.250.75:0.750.25;漿料的pH為3.07.0;pH調整劑為冰醋酸或硫酸、鹽酸。上述工藝步驟(3)中添加pH調整劑調節(jié)混合漿料pH的目的是調節(jié)漿料中鈦白粉粒子和白色礦粉粒子表面的電性，使二者的表面電性相異。采用本發(fā)明方法制備的無機復合白色顏料，其粒度、白度、遮蓋力等性能指標與鈦白粉的粒度、白度和遮蓋力指標相同或相近，可以代替鈦白粉使用；其制備成本較鈦白粉顯著降低；制備工藝簡單，制備過程清潔；對于緩解鈦白粉市場和鈦白粉生產(chǎn)原料供應緊張，減輕環(huán)保壓力，促進資源高效綜合利用均有具重要意義。具體實施例方式以下為本發(fā)明專利的實施例。實施例1:取金紅石型鈦白粉1000g，加水1800ml，分散劑聚丙烯酸鈉(ACUMER9400)4g，經(jīng)分散調漿后，給入實驗室砂磨機中進行循環(huán)研磨；同時取煅燒高嶺土1000g，加水1000ml，分散劑聚羧酸鈉(ACUMER9460)5g，攪拌分散配置煅燒高嶺土槳料；當鈦白粉研磨至中位粒徑D5。0.5i！m左右、負累積粒度D97《2iim后向鈦白粉漿料中加入配置好的煅燒高嶺土漿料，同時加冰醋酸將鈦白粉和煅燒高嶺土混合漿料的pH調整為5，然后進行超細研磨；將鈦白粉與白色礦粉復合粉體的平均粒度或中位粒徑D5。研磨至0.5i！m左右、負累積粒度D97<3ym后進行過濾、干燥和打散解聚，即得無機復合白色顏料一。實施例2:取金紅石型鈦白粉1000g，加水1800ml，分散劑聚丙烯酸鈉(ACUMER9400)4g，經(jīng)分散調漿后，給入實驗室砂磨機中進行循環(huán)研磨；同時取天然滑石和方解石復合礦粉1000g，加水800ml，分散劑聚羧酸鈉(ACUMER9460)4g，攪拌分散配置天然滑石和方解石復合礦粉漿料；當鈦白粉研磨至中位粒徑D5。0.5iim左右、負累積粒度D97《2ym后向鈦白粉漿料中加入配置好的天然滑石和方解石復合礦粉漿料，同時加冰醋酸將鈦白粉和天然滑石和方解石復合礦粉混合漿料的PH調整為6.5，然后進行超細研磨；將鈦白粉與天然滑石和方解石復合礦粉復合粉體的平均粒度或中位粒徑D5。研磨至0.5i！m左右、負累積粒度D97<3ym后進行過濾、干燥和打散解聚，即得無機復合白色顏料二。實施例3:取金紅石型鈦白粉1000g，加水1800ml，分散劑聚丙烯酸鈉(ACUMER9400)4g，經(jīng)分散調漿后，給入實驗室砂磨機中進行循環(huán)研磨；同時取天然皂石礦粉1000g，加水900ml，分散劑聚羧酸鈉(ACUMER9460)5g，攪拌分散配置皂石礦粉漿料；當鈦白粉研磨至中位粒徑D5。0.5i！m左右、負累積粒度D97《2iim后向鈦白粉漿料中加入配置好的皂石礦粉漿料，同時加冰醋酸將鈦白粉和皂石礦粉混合漿料的pH調整為4.5，然后進行超細研磨；將鈦白粉與皂石礦粉復合粉體的平均粒度或中位粒徑05。研磨至0.5ym左右、負累積粒度D97<3ym后進行過濾、干燥和打散解聚，即得無機復合白色顏料三。表1所示為本實施例制備的無機復合白色顏料的粒度、白度和遮蓋力指標。表1實施例制備的無機復合白色顏料的粒度、白度和遮蓋力<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權利要求一種具有高遮蓋力的無機復合白色顏料的制備方法，其特征是，其工藝步驟為(1)將鈦白粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，給入濕法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨，將鈦白粉的平均粒度或中位粒徑D50研磨至0.5μm左右，負累積粒度D97≤2μm；(2)將白色礦粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，待用；(3)在已超細研磨至平均粒度或中位粒徑D500.5μm左右，負累積粒度D97≤2μm的鈦白粉漿料中加入一定量上述工藝步驟(2)中配制的白色礦粉漿料進行混合，并添加pH調整劑，將混合漿料的pH調整到一定范圍后在濕法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨復合，將鈦白粉與白色礦粉復合粉體的平均粒度或中位粒徑D50研磨至0.5μm左右，負累積粒度D97＜3μm；(4)將超細研磨復合后的漿料進行濃縮、過濾、干燥、打散解聚。2.根據(jù)權利要求1所述的將鈦白粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，給入濕法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨，其特征是，漿料中鈦白粉的質量濃度為25%55%;分散劑為聚丙烯酸鹽類分散劑，用量為鈦白粉質量的0.2%0.8%。3.根據(jù)權利要求1所述的將白色礦粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，其特征是，漿料中白色礦粉的質量濃度為40%70%;分散劑為聚羧酸鹽類分散劑，用量為鈦白粉質量的0.2%0.8%。4.根據(jù)權利要求1所述的在已超細研磨至平均粒度或中位粒徑05。0.5ym左右，負累積粒度D^《2iim的鈦白粉漿料中加入一定量上述工藝步驟(2)配制的白色礦粉漿料進行混合，并添加PH調整劑，將混合漿料的pH調整到一定范圍后在濕法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨復合，其特征是，白色礦粉與鈦白粉的質量配比為白色礦粉鈦白粉=0.250.75:0.750.25;漿料的pH為3.07.0;pH調整劑為冰醋酸或硫酸、鹽酸。全文摘要本發(fā)明涉及一種具有高遮蓋力的無機復合白色顏料的制備方法。本方法是以鈦白粉和白色礦粉或復合白色礦粉為原料，以濕法超細攪拌磨或砂磨機為復合設備，通過加入一定量的pH調整劑和分散劑對鈦白粉和白色礦粉進行分段濕式超細研磨和復合，然后將超細研磨復合后的漿料產(chǎn)品進行干燥和機械分散解聚，制備出粒度、白度、遮蓋力等性能指標與鈦白粉的粒度、白度和遮蓋力指標相同或相近，可以代替鈦白粉使用的無機復合白色顏料。本方法制備工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)過程清潔。文檔編號C09C1/36GK101775239SQ20091000061公開日2010年7月14日申請日期2009年1月9日優(yōu)先權日2009年1月9日發(fā)明者劉杰,張曉波,鄭水林,黃朋申請人:中國礦業(yè)大學(北京)