高耐候性二氧化钛颜料的生产方法(摘要)
上一篇 / 下一篇 2008-04-08 15:01:42 / 个人分类：油墨
C ] _OP,s,HP0背景技术万客化工在线^5@4Q O1vV
二氧化钛因具有折射率高、消色力强、光泽度和白度好等优点而成为最好的白色颜料，广泛用于涂料、塑料、造纸、油墨和化纤等领域。由于二氧化钛特别是金红石型二氧化钛的光催化活性，在使用过程中会催化降解与之接触的有机成分，使涂料产生失光及粉化脱落等现象，严重降低产品的各种性能和使用寿命。因此，采用包膜技术对Ti02粒子进行表面处理，即在Ti02粒子表面包覆一层光化学惰性好的物质作屏障，从而降低Ti02的光化学活性，有利于提高Ti02粒子的耐候性、分散性、光泽和遮盖力等性能。
u]G3t)V R-S3t0 现有的对Ti02粒子进行表面处理以提高Ti02颜料性能的方法，通常采用无机包膜和有机包膜。能用于无机包膜的化学物质较多，最常用的是硅、铝、锆、磷，该包膜工艺是在Ti02粒子上先包覆一层致密Si02、Zr02或Ce02以提高其耐候性和光泽，再包覆一层氧化铝以提高其分散性和遮盖力等性能。PCT申请W001／79357A2公开了一种提高Ti02颜料耐候性和光泽的方法，在75℃、pH值为8～10的条件下沉积二氧化硅，然后在pH值为6.0~6.5包铝。美国专利5730796公开了一种提高Ti02颜料耐候性的生产方法，在Ti02颗粒上包覆0.02％~0.5％的Ce02和1％~6％的致密Si02和A1203包硅是在温度为70℃、58~120 min内、pH值恒定在9.4时采取并流加入包膜剂和酸化剂的方式，包铝是在50℃下加入铝酸钠溶液使浆料pH升至10.0时，加入硫酸使浆料pH保持在10.0~10.5之间，搅拌熟化75 min，再用硫酸调pH值至7.5。包膜钛白Si02包膜量一般都低于3.0％，A12O3包膜量也低于3.5％，限制了钛白在高耐候性领域的应用。万客化工在线r Fc kO
发明内容万客化工在线,^kF$aE fI^H'x]
本发明针对现有方法的不足，提供了一种高耐候性二氧化钛颜料的生产方法，该方法所生产的产品的耐久型致密二氧化硅的包膜量不低于3.5％、分散性好的氧化铝的包膜量不低于3.5％。万客化工在线/m)[:f j T6nM
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：高耐候性二氧化钛颜料的生产方法，包括以下步骤：万客化工在线{4Z#p6RH;W L6?z
1)用蒸馏水或去离子水将二氧化钛初品配制成浆料；
y\q:{(h'g z0 2)用碱溶液调浆料pH值为碱性；万客化工在线8A#sj,b^ Epq }6J
3)加入分散剂，在砂磨机内砂磨后过滤；
[@"I ^2W3`&b$vY G2P0 4)将过滤后的浆料加入到包膜罐中，加热到60—85℃：
:w;b;C'XH~h ~#N'vhK0 5)加入硅酸钠溶液；万客化工在线3W%jq.q$]1?.KY(x(\5D V
6)并流加入硅酸钠溶液和硫酸溶液，使浆料pH值为10.0—11.0；万客化工在线6b0f#D.o,e$? Ue}
7)匀速加入硫酸溶液，使浆料pH值为7.0~8.0：万客化工在线Fd/hqNbN y
8)将浆料温度降至50~70℃，并流加入铝酸钠溶液和硫酸溶液，使浆料pH值为7.5~8.5，搅拌熟化；
5q2k^9GGM0 9)用硫酸溶液调浆料pH值为7.0～8.0，再搅拌熟化后包膜结束；万客化工在线!S/pF-k4|8x L-X
10)真空过滤，洗涤，干燥，进行气流粉碎和有机处理。万客化工在线x U@ q ?#n~,O k4S
进一步，步骤1所述二氧化钛初品是用氯化法或硫酸法生产的二氧化钛颜料。万客化工在线n+a0a:n u%B2F;C\1l
进一步，所述二氧化钛初品是锐钛型或金红石型。万客化工在线Is f ]&\B:nP
进一步，步骤2所述碱溶液是氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或碳酸钠溶液。万客化工在线M aT2F9I"n
进一步，步骤2所述pH值为10.0～10.5。
-I)E&VLsZ&i0 进一步，步骤3所述分散剂是硅酸钠溶液或六偏磷酸钠溶液。万客化工在线|4t7[D(rT%wy
进一步，步骤5和步骤6所述硅酸钠溶液的加入量总量为二氧化钛初品加入量的1.0~6.0％，所述硅酸钠溶液的加入量以Si02计。
mU$hD5s'p0 进一步，步骤8所述铝酸钠溶液的加入量是二氧化钛初品加入量的0．5％巧．0％，所述铝酸钠溶液的加入量以A1203计。
^ ]}0`[S ~Wb0 进一步，步骤10所述的有机处理采用胺类、醇类、有机硅或羧酸类处理。万客化工在线f,n M'G,I |GGi8t-Uq
进一步，所述硫酸溶液的重量百分比浓度为10％~50%。
v4j)T M^q(d8h$yR6g0 本发明的有益效果是：通过调整二氧化钛浆料的pH值和温度，同时采取并流和顺流的包膜方法，首先在二氧化钛粒子表面包覆耐久型致密二氧化硅，再包覆分散性好的氧化铝，包膜浆料经过滤、洗涤、干燥后气流粉碎并进行有机处理，使产品特别适宜于粉末涂料、彩钢面漆和集装箱油漆等领域。本发明生产的二氧化钛颜料的致密二氧化硅的包膜量不低于3.5%、氧化铝的包膜量不低于3.15％，具有耐候性高、白度和分散性好等性能，生产工艺具有劳动强度低，易于实现自动化控制的特点。
具体实施方式
ty GmMci0 下面结合实施例对本发明作进一步地说明。
/i8tSNSH x0实施例1
6?m*E,U'M |"_x%Ax0 将二氧化钛初品500 g用去离子水配制成浆料，加入氢氧化钠溶液使浆料pH值为10.05，加入六偏磷酸钠溶液，将浆料在砂磨机内砂磨，用筛滤出砂粒和粗颗粒。将浆料加入到包膜罐中，升温至76℃，开始包致密硅。先加入二氧化钛初品加入量的0.5％的硅酸钠溶液(以Si02计)，然后并流加入二氧化钛初品加入量的0.5％的硅酸钠溶液(以Si02计)和质量百分比浓度为20％的硫酸溶液，加入的速度以保持浆料pH值维持在10.0～11.0之间。加料结束后，用硫酸溶液匀速酸化至浆料pH为7.5，再搅拌熟化，温度由76℃降至70℃，并流加入二氧化钛初品加入量的0.5％的铝酸钠溶液(以A1203计)和重量百分比浓度为30％的硫酸溶液，加入速度以维持浆料pH值为8.3±0.2，再搅拌熟化，用硫酸调浆料pH值为7.5，搅拌熟化，过滤，洗涤，干燥，然后气流粉碎，在气流粉碎时加入三羟甲基丙烷进行有机处理。万客化工在线2pk!d0od
制备的颜料的重量百分比组成为：Ti02：89.67％、Si02：3.54％、A1203：4.36％，颜料的酸溶性为0.271％，吸油量为25.5g／100g，与攀钢集团锦州钛业股份公司产品CR501比较，消色力为85，白度为100．2。万客化工在线 fU$K@H ~Y8_3g2M
实施例2万客化工在线M-I&Ae3dd&@Q
将二氧化钛初品500 g用去离子水配制成浆料，加入氢氧化钾溶液使浆料pH值为10.2，加入硅酸钠溶液，将浆料在砂磨机内砂磨，用筛滤出砂粒和粗颗粒。将浆料加入到包膜罐中，升温至60℃，开始包致密硅。先加入二氧化钛初品加入量的2.0％的硅酸钠溶液(以Si02计)，然后并流加入二氧化钛初品加入量的2.6％的硅酸钠溶液(以Si02计)和重量百分比浓度为10％的硫酸溶液，加入的
Q Ak)E:Az+L5Qu0速度以保持浆料pH值维持在10.0—10.5之间。加料结束后，用硫酸溶液匀速酸化至浆料pH为7.0，再搅拌熟化，温度维持为60℃，并流加入二氧化钛初品加入量的2.5％的铝酸钠溶液(以A1203计)和重量百分比浓度为20％的硫酸溶液，加入速度以维持浆料pH值为7.7±0.2，再搅拌熟化，用硫酸调浆料pH值为7.0，搅拌熟化，过滤，洗涤，干燥，然后气流粉碎，在气流粉碎时加入三乙醇胺进行有机处理。万客化工在线9n)_6K _!\!p&nY:G
制备的颜料的重量百分比组成为：Ti02：88.52％、Si02：3.83％、A1203：4.65％，颜料的酸溶性为0.23％，吸油量为21.9g／100g，与锦州氯化法包膜钛白CR501对比样比较，消色力为83，白度为l00.2。
\%Z~;e/B5G0实施例3
Ju"w{8\6m0 将二氧化钛初品500 g用蒸馏水配制成浆料，加入碳酸钠溶液使浆料pH值为10.5，加入六偏磷酸钠溶液，将浆料在砂磨机内砂磨，用筛滤出砂粒和粗颗粒。将浆料加入到包膜罐中，升温至85℃，开始包致密硅。先加入二氧化钛初品加入量的3.0％的硅酸钠溶液(以Si02计)，然后并流加入二氧化钛初品加入量的3.0%的硅酸钠溶液(以Si02计)和重量百分比浓度为50％的硫酸溶液，加入的速度以保持浆料pH值维持在10.0—10.5之间。加料结束后，用硫酸溶液匀速酸化至浆料pH为8.0，再搅拌熟化，降温为50，并流加入二氧化钛初品加入量的5.0％的铝酸钠溶液的铝酸钠溶液和重量百分比浓度为40％的硫酸溶液，加入速度以维持浆料pH值为8.0±0.2，再搅拌熟化，用硫酸调浆料pH值为8.0，搅拌熟化，过滤，洗涤，干燥，然后气流粉碎，在气流粉碎时加入月桂酸或有机硅进行有机处理。万客化工在线$_ |!lm W"V ~)n
制备的颜料的重量百分比组成为：Ti02：88.85％、Si02：3.78％、A1203：4.53％，颜料的酸溶性为0.32％，吸油量为21.9g／100g，与锦州氯化法包膜钛白CR501对比样比较，消色力为82，白度为100.3。万客化工在线x'y?M8\V1a!y\M4e1y
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