專利名稱：氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是化工領(lǐng)域中氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法。
背景技術(shù)：
對(duì)二氧化鈦初品做表面處理，主要以硅、鋁氧化物為主的工藝為人所熟知，這種包 膜工藝所生產(chǎn)的顏料用于涂料和塑料型材中阻止粉化和失光，在紙張中使用有好的不透明 性，在平光乳膠漆中有好的遮蓋力。采用氧化硅水合物包覆在二氧化鈦表面，雖然這種顏料 的耐候性提高了，但光澤和不透明性卻不如其它包膜產(chǎn)品。根據(jù)US3437502介紹的工藝使 用多孔鋁包在致密硅外層，雖然在沒有犧牲顏料耐候性的情況下提高了分散性，但并沒有 有效提高致密硅的遮蓋力；而CN97190344. 1介紹工藝包覆各種形態(tài)鋁膜，可以有效地提高 產(chǎn)品的不透明性和遮蓋力，但該類產(chǎn)品的耐候性能還不能真正滿足其在高檔塑料型材領(lǐng)域 使用的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供用于塑料型材領(lǐng)域中具有高耐候性、強(qiáng)遮蓋力、 高不透明性和優(yōu)異加工性能的塑料型材專用二氧化鈦顏料的制備方法。本發(fā)明涉及的氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法包括以下步驟
1.采用氯化法二氧化鈦初品，其中氧化鋁占二氧化鈦初品重量為0.69Γ1.5%;將該初 品用去離子水配制成濃度40(T600g/l的漿料，用堿性溶液調(diào)節(jié)漿料PH值至4. (Γ5. 0，堿性 溶液可以是氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液；加入磷酸鹽分散劑，磷酸鹽分散劑中五氧化二磷占 二氧化鈦初品重量的0. 19Γ1. 0%，分散2(Γ30分鐘；磷酸鹽分散劑可以為四焦磷酸鈉、三聚 磷酸鈉、磷酸二氫鈉或六偏磷酸鈉；
2.將上述漿料進(jìn)行研磨處理，測量漿料平均粒徑30(T4(K)nm，粒度分布以數(shù)量計(jì)，超過 800nm的比例不超過1. 0% ；
3.從水漿中除去研磨介質(zhì)；
4.將砂磨后的漿料升溫至6(T9(TC，并在后續(xù)整個(gè)包硅過程維持此溫度；
5.在廣3小時(shí)內(nèi)加入2.09Γ4. 0%水溶性硅酸鹽溶液，同時(shí)用無機(jī)酸維持漿料PH在 3. 5^4. 5之間形成無定形氧化硅，無機(jī)酸可以是鹽酸、硫酸、硝酸中的一種，熟化1(Γ60分 鐘，以使形成的無定形氧化硅脫水縮合，進(jìn)而形成致密的無定型二氧化硅第一包覆層；
6.在1(Γ20分鐘迅速用堿溶液將上述漿料PH調(diào)至6.(Γ7. 0,熟化10飛0分鐘，在第一 包覆層上形成多孔疏松的二氧化硅第二包覆層；
7.將漿料降溫至5(T7(TC，并在后續(xù)整個(gè)包鋁過程維持此溫度；
8.在0.5^1. 0小時(shí)內(nèi)加入鋁鹽溶液，以鋁鹽中氧化鋁占二氧化鈦初品重量計(jì)，鋁鹽加 入量在1. 59Γ4%之間，鋁鹽溶液可以是偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀、硫酸鋁、氯化鋁中的一種；加入 無機(jī)酸、酸性鹽或堿、堿性鹽中的一種控制PH值在7. (Γ9. 0，熟化3(Γ60分鐘，在第二包覆層 上形成勃母石或假勃母石型氧化鋁第三包覆層，無機(jī)酸或酸性鹽可以為鹽酸、硫酸、硝酸、硫酸鋁中的一種，所述的堿或堿性鹽可以為氫氧化鈉、氫氧化鉀、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀中的 一種；
9.用鹽酸、硫酸、硝酸、硫酸鋁溶液中的一種調(diào)漿料PH值至6.(Γ7. 0，然后熟化1-3小
時(shí)；
10.將上述漿料用5(T80°C去離子水洗至濾餅電導(dǎo)率大于15000Ω ^m,再進(jìn)行干燥、氣 粉處理；
11.在氣粉過程中加入改性聚硅氧烷，改性聚硅氧烷加入量以二氧化鈦初品重量計(jì)為 0. 5^1. 5%，使得其在第三包覆層上形成第四有機(jī)包覆層；
12.經(jīng)過袋濾器回收上述經(jīng)過四層包覆處理的顏料作為塑料型材專用型二氧化鈦顏
料；
上述的氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法，以磷酸鹽中五氧化二磷占所 述二氧化鈦初品重量計(jì)，磷酸鹽分散劑加入量為0. 2%-0. 6%。上述的氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法，所述的的磷酸鹽分散劑 為六偏磷酸鈉。本發(fā)明是一種生產(chǎn)塑料型材專用型二氧化鈦顏料的工藝，在二氧化鈦初品中加入 一定量氧化鋁，能有效保證半成品具有較好的白度、亮度、色相及金紅石型含量。通過調(diào)整 漿料PH值和對(duì)漿料二氧化鈦初品進(jìn)行分散研磨處理，可以有效地控制包膜前漿料粒子盡 量以原始粒徑的形態(tài)存在，致使包覆的無定形氧化硅連續(xù)、致密和均勻。通過加入水溶性硅 酸鹽溶液處理后在顏料上形成致密的無定型二氧化硅第一包覆層，可以有效阻止塑料型材 粉化失光，提高二氧化鈦顏料的耐候性能；而多孔疏松二氧化硅包覆層可有效提高產(chǎn)品的 遮蓋力和不透明性；通過在漿料中加入鋁鹽溶液，同時(shí)維持漿料PH在7. (Γ9. 0之間，可確保 在第二包覆層上形成勃母石或假勃母石型氧化鋁第三包覆層，該類型的氧化鋁是絲狀或帶 狀結(jié)構(gòu)，有利于提高二氧化鈦顏料光學(xué)性質(zhì)和在塑料型材的分散性能；第四有機(jī)包覆層主 要目的是提高產(chǎn)品在塑料型材中的相容配伍性，同時(shí)改變二氧化鈦顏料表面的極性，即由 親水變?yōu)槭杷@樣可以有效提高其在塑料型材中的加工性能。整個(gè)工藝過程以一種快速、 高效、經(jīng)濟(jì)合理的方式完成，本發(fā)明的二氧化鈦顏料在塑料型材領(lǐng)域中具有高耐候性、強(qiáng)遮 蓋力、高不透明性和優(yōu)異的加工性能。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
稱取氯化法二氧化鈦初品粉體500g，其中氧化鋁占二氧化鈦初品重量為0. 6%，加入去 離子水配制成500g/l的漿料，用濃度為20%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)漿料PH值至4. 5 ；加入六偏 磷酸鈉溶液，磷酸鹽分散劑中五氧化二磷占二氧化鈦初品重量的0. 3%，分散30min。在砂 磨機(jī)中加入砂子，將上述漿料進(jìn)行砂磨處理，得到漿料平均粒徑為318nm，粒度分布以數(shù)量 計(jì)，超過SOOnm的比例為0. 5%。 從水漿中除去研磨介質(zhì)，將砂磨后的漿料升溫至80°C，并 使整個(gè)包硅過程維持此溫度，在2小時(shí)加入3. 0%的硅酸鈉溶液，同時(shí)用濃度為10%鹽酸溶 液維持漿料PH在3. 5^4. 5形成無定形氧化硅，熟化60分鐘，以使形成的無定形氧化硅脫 水縮合，進(jìn)而形成致密的無定型二氧化硅第一包覆層。10分鐘用氫氧化鈉溶液將上述漿料 PH調(diào)至6. 5，熟化10分鐘，在第一包覆層上形成多孔疏松的二氧化硅第二包覆層。將漿料溫度降至60°C，并在后續(xù)整個(gè)包硅過程中維持此溫度。在0. 5小時(shí)內(nèi)加入1. 8% (以偏鋁酸 鈉溶液中氧化鋁占二氧化鈦初品重量計(jì))偏鋁酸鈉溶液，同時(shí)用硫酸鋁溶液維持漿料PH在 7. (Γ8. 0之間，熟化30分鐘，在第二包覆層上形成勃母石或假勃母石型氧化鋁第三包覆層。 用硫酸鋁溶液調(diào)終點(diǎn)PH值在6. 5，熟化2小時(shí)。將漿料用60°C的去離子水洗濾餅電導(dǎo)達(dá)到 20000 Ω · cm,再進(jìn)行干燥、氣粉處理，在氣粉過程中在氣粉機(jī)入口處加入0. 6%的改性聚硅 氧烷，使得其在第三包覆層上形成第四有機(jī)包覆層，在氣粉出口處加入0. 4%的改性聚硅氧 烷。汽粉后經(jīng)袋濾器回收即得產(chǎn)品。

實(shí)施例2
稱取氯化法二氧化鈦初品粉體400g，其中氧化鋁占二氧化鈦初品重量為1. 5%，加入去 離子水配制成400g/l的漿料，用濃度為20%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)漿料PH值至4. 0，加入六偏 磷酸鈉溶液，磷酸鹽分散劑中五氧化二磷占二氧化鈦初品重量的0. 1%，分散20min。得到漿 料平均粒徑為400nm，粒度分布以數(shù)量計(jì)，超過SOOnm的比例為1. 0%。從水漿中除去研磨介 質(zhì)，將砂磨后的漿料升溫至60°C，并使整個(gè)包硅過程維持此溫度，在1小時(shí)內(nèi)加入2. 0%的硅 酸鈉溶液，同時(shí)用濃度為10%鹽酸溶液維持漿料PH在3. 5^4. 5形成無定形氧化硅，熟化10 分鐘，以使形成的無定形氧化硅脫水縮合，進(jìn)而形成致密的無定型二氧化硅第一包覆層。10 分鐘用氫氧化鈉溶液將上述漿料PH調(diào)至6. 0，熟化60分鐘，在第一包覆層上形成多孔疏松 的二氧化硅第二包覆層。將漿料溫度降至50°C，并在后續(xù)整個(gè)包硅過程中維持此溫度。在 0. 5小時(shí)內(nèi)加入1. 5% (以硫酸鋁中氧化鋁占二氧化鈦初品重量計(jì))硫酸鋁溶液，同時(shí)用偏鋁 酸鈉溶液維持漿料PH在8. (Γ9. 0之間，熟化40分鐘，在第二包覆層上形成勃母石或假勃母 石型氧化鋁第三包覆層。用硫酸鋁溶液調(diào)終點(diǎn)PH值在7.0，熟化1小時(shí)。將漿料用50°C的 去離子水洗濾餅電導(dǎo)率達(dá)到21500 Ω · cm，再進(jìn)行干燥、氣粉處理，在氣粉過程中加入改性 聚硅氧烷，使得其在第三包覆層上形成第四有機(jī)包覆層。改性聚硅氧烷的加入量以改性聚 硅氧烷占二氧化鈦初品重量計(jì)為0. 5%。汽粉后經(jīng)袋濾器回收即得產(chǎn)品。實(shí)施例3
稱取氯化法二氧化鈦初品粉體600g，其中氧化鋁占二氧化鈦初品重量為1. 0%，加入去 離子水配制成600g/l的漿料，用濃度為20%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)漿料PH值至5. 0，加入六偏 磷酸鈉溶液，磷酸鹽分散劑中五氧化二磷占二氧化鈦初品重量的1.0%，分散30min。在砂磨 機(jī)中加入砂子，將上述漿料進(jìn)行砂磨處理，得到漿料平均粒徑為327nm，粒度分布以數(shù)量計(jì)， 超過800nm的比例為0. 5%。從水漿中除去研磨介質(zhì)；將砂磨后的漿料升溫至90°C，并使整個(gè)包硅過程維持此 溫度，在3小時(shí)加入4. 0%的硅酸鈉溶液，同時(shí)用濃度為10%鹽酸溶液維持漿料PH在3. 5^4. 5 形成無定形氧化硅，熟化30分鐘，以使形成的無定形氧化硅脫水縮合，進(jìn)而形成致密的無 定型二氧化硅第一包覆層。20分鐘用氫氧化鈉溶液將上述漿料PH調(diào)至7. 0,熟化30分鐘， 在第一包覆層上形成多孔疏松的二氧化硅第二包覆層。將漿料溫度降至70°C，并在后續(xù)整 個(gè)包硅過程中維持此溫度。在1. 0小時(shí)內(nèi)加入4. 0%(以偏鋁酸鈉中氧化鋁占二氧化鈦初品 重量計(jì))偏鋁酸鈉溶液，同時(shí)用硫酸鋁溶液維持漿料PH在7. 5^8. 5之間，熟化60分鐘，在 第二包覆層上形成勃母石或假勃母石型氧化鋁第三包覆層。用硫酸鋁溶液調(diào)終點(diǎn)PH值在 6. 0，熟化3小時(shí)。將漿料用80°C的去離子水洗濾餅電導(dǎo)達(dá)到24000 Ω ^m,再進(jìn)行干燥、氣 粉處理，在氣粉過程中加入改性聚硅氧烷，使得其在第三包覆層上形成第四有機(jī)包覆層，改性聚硅氧烷的加入量以改性聚硅氧烷占二氧化鈦初品重量計(jì)為1. 5%。汽粉后經(jīng)袋濾器回收 艮口得廣品。 上述實(shí)施例1-實(shí)施例3中的六偏磷酸鈉可以用四焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸二 氫鈉中的一種或兩種代替；上述實(shí)施例中的鹽酸可以用硫酸、硝酸或硫酸鋁代替鹽酸；上 述實(shí)施例中的氫氧化鈉溶液可以用氫氧化鉀、偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀溶液代替。對(duì)照例1
重復(fù)實(shí)施例1的處理步驟，取消第二層多孔疏松二氧化硅包覆層包覆工序。對(duì)照例2
重復(fù)實(shí)施例1的無機(jī)處理步驟，取消第四層有機(jī)處理工序。對(duì)上述顏料及制備的塑料型材的過程進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表1。表1樣品外觀、加工性能及制備的型材對(duì)比檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1. 一種氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法，其特征是 1. 1采用氯化法二氧化鈦初品，其中氧化鋁占二氧化鈦初品重量為ο. 69Γ1. 5% ；將該 初品用去離子水配制成濃度40(T600g/l的漿料，用堿性溶液調(diào)節(jié)漿料PH值至4. (Γ5.0 ； 加入磷酸鹽分散劑，磷酸鹽分散劑中五氧化二磷占二氧化鈦初品重量的0. Ρ/Γ .0%，分散 20^30分鐘；磷酸鹽分散劑可以為四焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸二氫鈉或六偏磷酸鈉；1.2將上述漿料進(jìn)行研磨處理，測量漿料平均粒徑30(T4(K)nm，粒度分布以數(shù)量計(jì)，超 過800nm的比例不超過1. 0% ； 1.3從水漿中除去研磨介質(zhì)；1.4將砂磨后的漿料升溫至6(T90°C，并在后續(xù)整個(gè)包硅過程維持此溫度； 1. 5在廣3小時(shí)內(nèi)加入2. 09Γ4. 0%水溶性硅酸鹽溶液，同時(shí)用無機(jī)酸維持漿料PH在 3. 5^4. 5之間形成無定形氧化硅，無機(jī)酸可以是鹽酸、硫酸、硝酸中的一種，熟化1(Γ60分 鐘，以使形成的無定形氧化硅脫水縮合，進(jìn)而形成致密的無定型二氧化硅第一包覆層；1.6在1(Γ20分鐘迅速用堿溶液將上述漿料PH調(diào)至6. (Γ7. 0，熟化10飛0分鐘，在第一 包覆層上形成多孔疏松的二氧化硅第二包覆層；1.7將漿料降溫至5(T70°C，并在后續(xù)整個(gè)包鋁過程維持此溫度； 1. 8在0. 5^1. 0小時(shí)內(nèi)加入鋁鹽溶液，以鋁鹽中氧化鋁占二氧化鈦初品重量計(jì)鋁鹽加 入量在1. 59Γ4%之間，鋁鹽溶液可以是偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀、硫酸鋁、氯化鋁中的一種；加入 無機(jī)酸或酸性鹽或堿或堿性鹽控制PH值在7. (Γ9. 0，熟化3(Γ60分鐘，在第二包覆層上形成 勃母石或假勃母石型氧化鋁第三包覆層，無機(jī)酸或酸性鹽可以為鹽酸、硫酸、硝酸、硫酸鋁 中的一種，所述的堿或堿性鹽可以為氫氧化鈉、氫氧化鉀、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀中的一種； 1. 9用鹽酸、硫酸、硝酸、硫酸鋁溶液中的一種調(diào)漿料PH值至6. (Γ7. 0，然后熟化1-3小時(shí)；1.10將上述漿料用5(T80°C去離子水洗至濾餅電導(dǎo)率大于15000 Ω · cm，再進(jìn)行干燥、 氣粉處理；1.11在氣粉過程中加入改性聚硅氧烷，改性聚硅氧烷加入量以二氧化鈦初品重量計(jì)為 0. 5^1. 5%，使得其在第三包覆層上形成第四有機(jī)包覆層；1.12經(jīng)過袋濾器回收上述經(jīng)過四層包覆處理的顏料作為塑料型材專用型二氧化鈦顏料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法，其 特征是以磷酸鹽中五氧化二磷占所述二氧化鈦初品重量計(jì)，磷酸鹽分散劑加入量為0. 2%-0. 6%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法，其特 征是所述的的磷酸鹽分散劑為六偏磷酸鈉。
全文摘要
一種氯化法塑料型材專用型二氧化鈦顏料的制備方法，采用氯化法二氧化鈦初品配成漿料，調(diào)節(jié)漿料pH值至4.0~5.0；加入磷酸鹽分散劑；研磨處理然后除去研磨介質(zhì)，升溫；加入水溶性硅酸鹽溶液，維持漿料pH在3.5~4.5之間形成無定形氧化硅，熟化，形成第一包覆層；調(diào)漿料pH調(diào)至6.0~7.0，熟化，形成第二包覆層；將漿料降溫；加入鋁鹽溶液，控制pH值在7.0~9.0，熟化，形成第三包覆層，調(diào)漿料pH值至6.0~7.0，熟化；將漿料用去離子水洗至濾餅電導(dǎo)率大于15000Ω·cm，再進(jìn)行干燥、氣粉處理；在氣粉過程中加入改性聚硅氧烷，形成第四有機(jī)包覆層；經(jīng)過袋濾器回收。本發(fā)明制得的二氧化鈦顏料在塑料型材領(lǐng)域中具有高耐候性、強(qiáng)遮蓋力、高不透明性和優(yōu)異的加工性能。
文檔編號(hào)C09C3/04GK102070921SQ201010604978
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月25日
發(fā)明者于學(xué)成, 姜志剛, 張炳, 徐興龍, 杜楓, 王建偉, 馬玉杰, 馬英華 申請(qǐng)人:錦州鈦業(yè)有限公司