專利名稱：一種聚酯合成用銳鈦型鈦白粉的有機表面改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硫酸法銳鈦型鈦白粉的有機表面改性方法，更具體的說是對銳鈦型鈦白粉進行有機包裹，從而提高其在聚酯合成生產(chǎn)體系中的加工方便性(主要是分散性、耐溫性和低泡性)的方法。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，簡稱聚酯)是合成纖維中的一個重要品種，它是以精對苯二甲酸(PTA)或?qū)Ρ蕉姿岫柞?DMT)和乙二醇(EG)為原料經(jīng)酯化或酯交換和縮聚反應(yīng)而制得的成纖高聚物，這種高聚物經(jīng)紡絲和后處理制成纖維。這種纖維的商業(yè)名稱為滌綸，它具有價格比較便宜、結(jié)實耐用、彈性好、不易變形、耐腐蝕、絕緣、挺括、易洗快干等特點，它是中國產(chǎn)量最大的合成纖維之一。 純的聚酯纖維為高光澤度的無色透明固體物質(zhì)，與天然纖維相差很大，不為人們所接受。因此在實際生產(chǎn)中需要加入消光劑和增白劑來降低光澤度和透明度，增加白度。鈦白粉具有接近于聚酯2倍的折射率，是首選的消光劑，當(dāng)鈦白粉添加到聚酯中后，可以利用兩者的折射率之差達到消光的目的。鈦白粉的加入量在0.2% -0.5%時，就可達到很好的消光和增白效果，得到與天然纖維相仿的不透明度。聚酯纖維根據(jù)光澤度的大小，可以分為超有光 無欽白粉有光0.1%鈦白粉半消光 0. 3% -0. 5%鈦白粉全消光1.0%若合成聚酯聚合物所使用的鈦白粉的粗顆粒多，則在聚酯纖維生產(chǎn)時出現(xiàn)麻煩(輕則損害纖維強度，重則引發(fā)斷絲、噴絲孔堵塞和過濾器的頻繁更換)，危害連續(xù)化生產(chǎn)，損失價格昂貴的原料。另外，粒徑分布太寬，也會影響消光的均勻性。所以在聚酯合成用鈦白粉的生產(chǎn)中，會選用硬度相對較低的銳鈦型鈦白粉，而不會采用硬度較高的金紅石型鈦白粉，而且會對有機處理前的銳鈦型鈦白粉進行多次砂磨，以減少鈦白粉顆粒棱角和使粒徑分布相對均勻，這就是所謂的粒徑均勻化預(yù)處理。鈦白粉是在聚酯聚合物合成的酯化工序加入的。鈦白粉先分散于乙二醇中，再進入反應(yīng)釜中，通過乙二醇與對苯二甲酸的酯化反應(yīng)，進而進行縮聚反應(yīng)，最終形成聚酯聚合物。整個生產(chǎn)過程中，鈦白粉不參與反應(yīng)，而是通過乙二醇的夾帶而被動的加入到聚合物體系。鈦白粉的分散均勻性將直接影響未來的消光性能，如果鈦白粉分散性不好，發(fā)生團聚或沉降，鈦白粉就將獨立于聚合物體系之外，從而達不到均勻消光的要求。聚酯聚合物通過熔融后經(jīng)漏板拉絲形成纖維狀，制得聚酯纖維。而聚酯的熔點為300°C，因此聚酯拉絲的溫度很高，這就要求聚合物中的鈦白粉也要耐高溫，不能在高溫(260°C-30(TC)下分解，產(chǎn)生雜質(zhì)(氣體，碳黑顆粒，深色物料等)，否則會影響纖維的外在色相和內(nèi)在物理強度。
從上面的介紹可以看出鈦白粉在乙二醇中的高分散性和在聚合物的生產(chǎn)過程以及后來的聚合物拉絲過程中的高耐溫性都很重要，而這兩個指標(biāo)與鈦白粉的有機表面改性關(guān)聯(lián)度非常高，因此選擇合適的表面改性劑就非常關(guān)鍵。鈦白粉在乙二醇中的分散性的表征方法將鈦白粉用乙二醇配制成10% -40%的鈦白粉漿料，測試其在真空抽濾條件下透過5微米濾網(wǎng)的體積大小。體積越大，表示鈦白粉在乙二醇中的團聚少，也就是分散性好。鈦白粉耐溫性的表征方法將鈦白粉置于馬弗爐中，在250°C -300°C的條件下烘烤30-60分鐘，觀察鈦白粉的黃變性(黃變性越低越好)。烘烤后，鈦白粉的顏色越白表示其耐溫性越好。通常的有機表面改性材料主要采用TMP(三羥甲基丙烷)和TME(三羥甲基乙烷)等多元醇類有機物。但經(jīng)過這些多元醇類有機物處理后的銳鈦型鈦白粉在聚酯合成中，都不同程度存在高溫容易黃變，乙二醇中的分散差等問題，用其處理后的銳鈦型鈦白粉無法用于生產(chǎn)高檔的聚酯纖維。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提出采用一種或幾種有機硅材料，對銳鈦型鈦白粉進行有機包膜處理，得到具有耐高溫、高乙二醇分散性的銳鈦型鈦白粉的方法。我們通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的1.將適量的經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(漿料含固量為50% -70%，稀釋劑為去離子水)加入到帶有高速攪拌裝置的處理槽中，開動攪拌，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分至3000轉(zhuǎn)/分；2.將計量的一種或幾種有機硅材料加入到處理槽中進行打漿，打漿20-30分鐘，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分至3000轉(zhuǎn)/分；3.將銳鈦型鈦白粉漿料經(jīng)噴霧干燥機進行噴霧干燥，再用氣流粉碎機對鈦白粉進行氣流粉碎，制得所需的耐高溫、高乙二醇分散性的聚酯合成用銳鈦型鈦白粉產(chǎn)品。以上所述的有機硅材料是粘度為l-500cst的，含有烷基硅烷和醚基支鏈的聚硅氧烷的一種或兩種的復(fù)配物，其分子結(jié)構(gòu)為燒基娃燒:CmH2lrt Si (0CnH2n+1)3 m = 1-10 n = 1-4含醚基支鏈的聚硅氧烷(CH3)3SiO[SiO(OCmH2mOH) (CH3)JnSi (CH3)3 其中 n = 15—50 m = 5-10
具體實施例方式實施例1:取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，進行打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該銳鈦型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用的鈦白粉樣品。實施例2
取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加入8克三羥甲基丙烷(TMP)稀釋液(稀釋液制作方法10克三羥甲基丙烷加入到30克水溫為80°C左右的熱水中，攪拌至三羥甲基丙烷完全溶解，制得含量為25%的三羥甲基丙烷稀釋液)，打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。實施例3取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加入8克三羥甲基乙烷(TME)稀釋液(稀釋液制作方法10克三羥甲基乙烷加入到30克水溫為80°C左右的熱水中，攪拌至三羥甲基乙烷完全溶解，制得含量為25%的三羥甲基乙烷稀釋液)，打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將 該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。實施例4取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加A 2克烷基硅烷，打漿處理30分鐘；將打漿后的白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。實施例5取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加A 2克含醚基支鏈的聚硅氧烷，打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。實施例6取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加A 1.8克烷基硅烷和0. 2克含醚基支鏈的聚硅氧烷，打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。實施例7取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加A 1.4克烷基硅烷和0. 6克含醚基支鏈的聚硅氧烷，打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。實施例8取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加A 1.0克烷基硅烷和1. 0克含醚基支鏈的聚硅氧烷，打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。實施例9取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加A 0.6克烷基硅烷和1. 4克含醚基支鏈的聚硅氧烷，打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。實施例10取400克經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉漿料(含固量為50%)加入到帶
有高速攪拌裝置的容量為1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘)，加A 0. 2克烷基硅烷和1. 8克含醚基支鏈的聚硅氧烷，打漿處理30分鐘；將打漿后的鈦白粉漿料用噴霧干燥機進行噴霧干燥，冷卻后將該鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的聚酯合成用鈦白粉的樣品。性能檢測1、乙二醇中分散性I)稱取乙二醇100暈升,加入到容量為250暈升的玻璃三角瓶中，開動磁力攪拌器(約300轉(zhuǎn)/分鐘)；2)稱取10. Og鈦白粉，慢慢加入乙二醇中；3)攪拌10分鐘；4)停止攪拌； 5)觀察泡沫程度，做好記錄；6)將5微米孔徑的濾網(wǎng)置于抽濾瓶的頂部漏斗中，開動真空抽濾機(壓力約為-0. 05MPa)，將鈦白漿料緩慢倒在篩網(wǎng)的中心部位，直至篩網(wǎng)被完全覆蓋且鈦白漿料不再漏過篩網(wǎng)為止(即篩網(wǎng)被鈦白粉顆粒完全堵塞)，記錄透過篩網(wǎng)的鈦白粉漿料的體積；7)透過的漿料的體積用于表征鈦白粉在乙二醇中的分散性，數(shù)值越大，表示分散性越好。檢測結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種聚酯合成用銳鈦型鈦白粉的有機表面改性方法，其特征是把適量粘度的特殊有機硅材料加入到經(jīng)過粒徑均勻化預(yù)處理的鈦白漿料中(鈦白粉粒徑均勻化的處理流程為將經(jīng)雷蒙磨粉碎后的銳鈦型鈦白粉，經(jīng)過砂磨、沉降、分級、壓濾等工序，制得粒徑為 O. 6微米左右、含固量為50-70%的鈦白粉漿料)，進行打漿處理30分鐘(轉(zhuǎn)速為500-3000 轉(zhuǎn)/分鐘)，將鈦白粉漿料經(jīng)噴霧干燥，冷卻后將鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，制得所需的欽白粉；所述有機娃材料為含有燒基娃燒和釀基支鏈的聚娃氧燒的一種或兩種的復(fù)配物，分子式分別為烷基硅烷CmH2m+1 Si (0CnH2n+1) 3 m = 1-10 η = 1-4含醚基支鏈的聚硅氧烷(CH3)3SiO[SiO(OCmH2mOH) (CH3)JnSi (CH3)3 其中 η = 15-50 m =5-10有機硅材料的用量為鈦白粉重量的O. 5-1. 5% ；所述鈦白粉是未經(jīng)任何有機處理但已經(jīng)進行了粒徑均勻化預(yù)處理的銳鈦型鈦白粉。
全文摘要
本發(fā)明是一種聚酯合成用銳鈦型鈦白粉的有機表面改性方法其特征是使用一種或多種有機硅材料復(fù)配物，通過濕法(以去離子水為稀釋劑，將有機硅材料與鈦白粉進行混合)和干法(利用噴霧干燥機和氣流粉碎機)等粉碎設(shè)備作用于鈦白粉粒子，對鈦白粉進行表面改性處理。能夠顯著提高鈦白粉在乙二醇體系中的分散性，同時具有低泡性和耐高溫性能。本發(fā)明具有操作簡單、制作方便、反應(yīng)條件溫和，無環(huán)境污染、成本低的優(yōu)點。
文檔編號C09C1/36GK102993783SQ201210380010
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者張小兵 申請人:道奇威(成都)科技有限公司