專利名稱：一種表面改性的鈦白粉顆粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面改性的鈦白粉顆粒及其制備方法，屬于材料改性技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鈦白粉因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、良好白度、著色力和遮蓋力、耐熱性好等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于顏料(涂料、橡膠、塑料、造紙等)、光催化劑、光電電池、紫外線屏蔽劑等領(lǐng)域。未經(jīng)表面處理的鈦白粉表面一般被極性基團(tuán)(如-0H)所包覆，所以鈦白粉容易因極性吸附或吸潮而產(chǎn)生團(tuán)聚，很難在其他體系中分散。因此對(duì)鈦白粉進(jìn)行包覆是非常重要的。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鈦白粉需求量也不斷上升。我國鈦白粉產(chǎn)能雖大但技術(shù)不高，產(chǎn)品質(zhì)量與國外知名企業(yè)差距很大。鈦白粉表面處理的的影響因素很多，如包覆劑的選擇、加入量、力口入順序、加入速度、PH值、溫度、反應(yīng)時(shí)間等都對(duì)粉體的性質(zhì)有很大的影響。所以生產(chǎn)一種聞品質(zhì)的欽白粉是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
為解決鈦白粉容易因極性吸附或吸潮而產(chǎn)生團(tuán)聚、且包覆后的鈦白粉質(zhì)量不高等問題，本發(fā)明提供一種表面改性的鈦白粉顆粒及其制備方法，具體是在鈦白粉表面包覆一層無機(jī)物，從而改善鈦白粉的分散性、耐候性和白度。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種表面改性的鈦白粉顆粒，該鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的無機(jī)物包覆層，其粒徑為O. 5 5Mm，為球形顆粒。本發(fā)明的另一目的是提供一種表面改性的鈦白粉顆粒的制備方法，經(jīng)過下列各步驟
(1)稱取二氧化鈦粉體，并加水配成濃度為5 30wt%的懸浮液，加入二氧化鈦粉體質(zhì)量的O. 05 O. 2%的六偏磷酸鈉，用無機(jī)堿調(diào)節(jié)pH至9 11，再攪拌兩小時(shí)，得到鈦白粉漿料；
(2)在步驟(I)所得的鈦白粉漿料中，加入水溶性硅化合物，用無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH值為8 9，靜置漿料3(Γ60分鐘，使硅以氧化硅的形式沉淀于二氧化鈦粉體顆粒表面，其中，水溶性硅化合物的加入量(以SiO2計(jì))為二氧化鈦粉體質(zhì)量的I 10%，得到混合漿料；
(3)將包膜劑硫酸鋁按二氧化鈦粉體質(zhì)量的I 8%配制成40 150g/L(以Al2O3計(jì))的溶液，然后加入到80 100°C的步驟(2)所得的混合漿料中，并加入無機(jī)堿使混合漿料的pH保持在8 11，以使其能攪拌均勻，然后加入無機(jī)酸調(diào)節(jié)至中性，并保持?jǐn)嚢? 5小時(shí)，使鋁鹽完全水解；
(4)在步驟(3)完全水解后的漿料中加入無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH為5 7，然后緩慢加入氧化鑭(La2O3),氧化鑭的加入量占二氧化鈦粉體質(zhì)量的I 3%，然后熟化30 50分鐘，再次以無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH至5 7，再熟化60 70分鐘；
(5)將步驟(4)所得漿液進(jìn)行抽濾、水洗，所得濾餅經(jīng)烘干、研磨，即得到表面改性的鈦白粉顆粒，該鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的無機(jī)物包覆層，其粒徑為O. 5 5Mm，為球形顆粒。所述步驟(2)的水溶性硅化合物是硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈣中的一種或幾種。所述步驟(2)水溶性硅化合物加入后使其堿金屬離子濃度維持在O. I O. 3mol/L0所述無機(jī)酸為HCl或者H2SO4。所述無機(jī)堿為NaOH或Κ0Η。所述無機(jī)酸和無機(jī)堿的質(zhì)量濃度為10%。本發(fā)明具備的效果和優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明公開了一種表面改性的鈦白粉顆粒，是在鈦白粉顆粒表面包覆一層無機(jī)物顆粒，通過加入硅、鋁的氧化物或氫氧化物，即將硅、鋁離子 同時(shí)附著在鈦白粉表面，從而降低鈦白粉表面活性，增加鈦白粉分散性，提高鈦白粉白度和耐候性。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單易行、成本低、無污染。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
(1)稱取二氧化鈦粉體，并加水配成濃度為5wt%的懸浮液，加入二氧化鈦粉體質(zhì)量的O. 1%的六偏磷酸鈉，用質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至11，再攪拌兩小時(shí)，得到鈦白粉漿料；
(2)在步驟(I)所得的鈦白粉漿料中，加入硅酸鈉使其堿金屬離子濃度維持在O.2mol/L，用質(zhì)量濃度為10%的H2SO4溶液調(diào)節(jié)pH值為9，靜置漿料30分鐘，使硅以氧化硅的形式沉淀于二氧化鈦粉體顆粒表面，其中，水溶性硅化合物的加入量(以SiO2計(jì))為二氧化鈦粉體質(zhì)量的5%，得到混合漿料；
(3)將包膜劑硫酸鋁按二氧化鈦粉體質(zhì)量的3%配制成70g/L(以Al2O3計(jì))的溶液，然后加入到90°C的步驟(2)所得的混合漿料中，并加入質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液使混合漿料的PH保持在9，以使其能攪拌均勻，然后加入質(zhì)量濃度為10%的HCl溶液調(diào)節(jié)至中性，并保持?jǐn)嚢?小時(shí)，使鋁鹽完全水解；
(4)在步驟(3)完全水解后的漿料中加入質(zhì)量濃度為10%的HCl溶液調(diào)節(jié)pH為5，然后緩慢加入氧化鑭(La2O3),氧化鑭的加入量占二氧化鈦粉體質(zhì)量的3%，然后熟化40分鐘，再次以無機(jī)酸調(diào)節(jié)PH至6，再熟化70分鐘；
(5)將步驟(4)所得漿液進(jìn)行抽濾、水洗，所得濾餅經(jīng)烘干、研磨，即得到表面改性的鈦白粉顆粒，該鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的無機(jī)物包覆層，其粒徑為O. 5 5Mm，為球形顆粒。實(shí)施例2
(1)稱取二氧化鈦粉體，并加水配成濃度為15wt%的懸浮液，加入二氧化鈦粉體質(zhì)量的
O.2%的六偏磷酸鈉，用質(zhì)量濃度為10%的KOH調(diào)節(jié)pH至10，再攪拌兩小時(shí)，得到鈦白粉漿料；
(2)在步驟(I)所得的鈦白粉漿料中，加入硅酸鉀使其堿金屬離子濃度維持在O.3mol/L，用質(zhì)量濃度為10%的HCl調(diào)節(jié)pH值為8，靜置漿料50分鐘，使硅以氧化硅的形式沉淀于二氧化鈦粉體顆粒表面，其中，水溶性硅化合物的加入量(以SiO2計(jì))為二氧化鈦粉體質(zhì)量的10%，得到混合漿料；
(3)將包膜劑硫酸鋁按二氧化鈦粉體質(zhì)量的8%配制成150g/L(以Al2O3計(jì))的溶液，然后加入到100°C的步驟(2)所得的混合漿料中，并加入質(zhì)量濃度為10%的KOH使混合漿料的pH保持在11，以使其能攪拌均勻，然后加入質(zhì)量濃度為10%的H2SO4調(diào)節(jié)至中性，并保持?jǐn)嚢?小時(shí)，使鋁鹽完全水解；
(4)在步驟(3)完全水解后的漿料中加入質(zhì)量濃度為10%的H2SO4調(diào)節(jié)pH為6，然后緩慢加入氧化鑭(La2O3),氧化鑭的加入量占二氧化鈦粉體質(zhì)量的2%，然后熟化50分鐘，再次以無機(jī)酸調(diào)節(jié)PH至5，再熟化65分鐘；
(5)將步驟(4)所得漿液進(jìn)行抽濾、水洗，所得濾餅經(jīng)烘干、研磨，即得到表面改性的鈦白粉顆粒，該鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的無機(jī)物包覆層，其粒徑為O. 5 5Mm，為球形顆粒。 實(shí)施例3
(I)稱取二氧化鈦粉體，并加水配成濃度為30wt%的懸浮液，加入二氧化鈦粉體質(zhì)量的
O.05%的六偏磷酸鈉，用質(zhì)量濃度為10%的NaOH調(diào)節(jié)pH至9，再攪拌兩小時(shí)，得到鈦白粉漿料；
(2 )在步驟(I)所得的鈦白粉漿料中，加入硅酸鈉和硅酸鈣使其堿金屬離子濃度維持在
O.lmol/L，用質(zhì)量濃度為10%的H2SO4調(diào)節(jié)pH值為9，靜置漿料60分鐘，使硅以氧化硅的形式沉淀于二氧化鈦粉體顆粒表面，其中，水溶性硅化合物的加入量(以SiO2計(jì))為二氧化鈦粉體質(zhì)量的1%，得到混合漿料；
(3)將包膜劑硫酸鋁按二氧化鈦粉體質(zhì)量的1%配制成40g/L(以Al2O3計(jì))的溶液，然后加入到80°C的步驟2所得的混合漿料中，并加入質(zhì)量濃度為10%的NaOH使混合漿料的pH保持在8，以使其能攪拌均勻，然后加入質(zhì)量濃度為10%的H2SO4調(diào)節(jié)至中性，并保持?jǐn)嚢?小時(shí)，使鋁鹽完全水解；
(4)在步驟(3)完全水解后的漿料中加入質(zhì)量濃度為10%的HCl調(diào)節(jié)pH為7，然后緩慢加入氧化鑭(La2O3),氧化鑭的加入量占二氧化鈦粉體質(zhì)量的1%，然后熟化30分鐘，再次以無機(jī)酸調(diào)節(jié)PH至7，再熟化60分鐘；
(5)將步驟(4)所得漿液進(jìn)行抽濾、水洗，所得濾餅經(jīng)烘干、研磨，即得到表面改性的鈦白粉顆粒，該鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的無機(jī)物包覆層，其粒徑為O. 5 5Mm，為球形顆粒。
權(quán)利要求
1.一種表面改性的鈦白粉顆粒，其特征在于該鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的無機(jī)物包覆層，其粒徑為O. 5 5Mm，為球形顆粒。
2.一種表面改性的鈦白粉顆粒的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟 (1)稱取二氧化鈦粉體，并加水配成濃度為5 30wt%的懸浮液，加入二氧化鈦粉體質(zhì)量的O. 05 O. 2%的六偏磷酸鈉，用無機(jī)堿調(diào)節(jié)pH至9 11，再攪拌兩小時(shí)，得到鈦白粉漿料； (2)在步驟(I)所得的鈦白粉漿料中，加入水溶性硅化合物，用無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH值為8 9，靜置漿料3(Γ60分鐘，其中，水溶性硅化合物的加入量(以SiO2計(jì))為二氧化鈦粉體質(zhì)量的I 10%，得到混合漿料； (3)將包膜劑硫酸鋁按二氧化鈦粉體質(zhì)量的I 8%配制成40 150g/L(以Al2O3計(jì))的溶液，然后加入到80 100°C的步驟(2)所得的混合漿料中，并加入無機(jī)堿使混合漿料的pH保持在8 11，以使其能攪拌均勻，然后加入無機(jī)酸調(diào)節(jié)至中性，并保持?jǐn)嚢? 5小時(shí)，使鋁鹽完全水解； (4)在步驟(3)完全水解后的漿料中加入無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH為5 7，然后緩慢加入氧化鑭，氧化鑭的加入量占二氧化鈦粉體質(zhì)量的I 3%，然后熟化30 50分鐘，再次以無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH至5 7，再熟化60 70分鐘； (5)將步驟(4)所得漿液進(jìn)行抽濾、水洗，所得濾餅經(jīng)烘干、研磨，即得到表面改性的鈦白粉顆粒，該鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的無機(jī)物包覆層，其粒徑為O. 5 5Mm，為球形顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面改性的鈦白粉顆粒的制備方法，其特征在于所述步驟(2)的水溶性硅化合物是硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈣中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的表面改性的鈦白粉顆粒的制備方法，其特征在于所述步驟(2)水溶性硅化合物加入后使其堿金屬離子濃度維持在O. I O. 3mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的表面改性的鈦白粉顆粒的制備方法，其特征在于所述無機(jī)酸為HCl或者H2SO4。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的表面改性的鈦白粉顆粒的制備方法，其特征在于所述無機(jī)堿為NaOH或KOH。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的表面改性的鈦白粉顆粒的制備方法，其特征在于所述無機(jī)酸和無機(jī)堿的質(zhì)量濃度為10%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種表面改性的鈦白粉顆粒及其制備方法，該鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的無機(jī)物包覆層，其粒徑為0.5～5μm，為球形顆粒。二氧化鈦粉體加水配成懸浮液，加入六偏磷酸鈉，再攪拌兩小時(shí)，加入水溶性硅化合物，靜置漿料，得到混合漿料；將包膜劑硫酸鋁配制溶液加入到80～100℃的混合漿料中，并加入無機(jī)堿使其能攪拌均勻，然后加入無機(jī)酸調(diào)節(jié)至中性，并保持?jǐn)嚢?，使鋁鹽完全水解；加入無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH，然后緩慢加入氧化鑭進(jìn)行熟化，再熟化后進(jìn)行抽濾、水洗，所得濾餅經(jīng)烘干、研磨，即得到表面改性的鈦白粉顆粒。本發(fā)明降低鈦白粉表面活性，增加鈦白粉分散性，提高鈦白粉白度和耐候性。方法簡(jiǎn)單易行、成本低、無污染。
文檔編號(hào)C09C1/36GK102924980SQ20121043556
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者嚴(yán)繼康, 張松林, 王韞, 甘國友, 袁君, 賈瑞嬌, 杜景紅, 張家敏, 劉意春, 易健宏 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)