二氧化钛颜料及其制法以及用该颜料的树脂组成物

背景技术

   二氧化钛作为白色颜料，广泛用于涂料、油墨、塑料、造纸等领域，现在市售的产品，其结晶晶形大致可分成锐钛和金红石型两类，与金红石型比，锐钛型具有对短波长光反射率高（呈现蓝色调）、对紫外光的吸收少、硬度低、介电常数低、比重小等特点。另一方面，与金红石型比，因其可见光折射率小，遮盖力低，这些所谓颜料的基本性质差，所以不能充分利用钛锐型的特点。可是，要求高遮盖力的树脂组成物所采用的颜料浓度，例如，涂料、油墨等，通常相对1重量份树脂组分，二氧化钛要大于0．5重量份。市售的锐钛型二氧化钛颜料，其平均粒径在0.1—0.18mm范围，对于锐钛型二氧化钛颜料遮盖力低的原因，除由于上述可见光折射率低所谓锐钛型基本特性造成外，还存在相对理论上能获得最优异遮盖力的最适宜粒径，粒径过小的问题。

   作为平均粒径大于0.2mm的锐钛型二氧化钛颜料的制法，例如，用相对水合二氧化钛中的TiO2，以K2O计为0.2％~0.6％重量的钾氧化物和以P205计为0.15％~0.55％重量的磷氧化物作煅烧处理剂，加到水合二氧化钛中，最好是再加以A12O3，计为大于0.2％重量的铝化合物，用一定时间慢慢地从460℃升温到1020℃，并加热煅烧的方法(参考专利文献1)。还有，用相对水合二氧化钛中的TiO2、A12O3计为0.1％~0.5％重量的铝化合物和以K2O计为0.1％~0.7％重量的钾化合物以及以P2O5计为0.2％～1％重量的磷化合物作煅烧处理剂，加到水合二氧化钛中，于至少大于1000℃的温度下加热煅烧的方法(参考专利文献2)。

发明解决的课题

   但是，用上述专利文献1介绍的方法，不能获得作为白色颜料所需的充分白度；用上述专利文献2介绍的方法，因煅烧温度高，在煅烧过程中部分锐钛型结晶会转变成金红石型，所以得到的颜料将含2％~8％重量左右的金红石型二氧化钛，难获得锐钛型的特点，此外，粒子间也容易发生烧结，难制得分散性优异的二氧化钛颜料。本发明解决上述以往技术存在的问题，提供遮盖力优异的锐钛型二氧化钛颜料及其制法以及用该颜料的树脂组成物。万客化工在线Q E!HV2s,q,x H

解决课题的手段

本发明者为解决上述问题进行深入研究，结果发现，若用铝化合物、钾化合物、磷化合物作煅烧处理剂，它们的加量以及钾化合物与磷化合物的添加比例在特定范围，则在不到l000℃的煅烧温度下，就能制得粒径大、白度优的锐钛型二氧化钛颜料。所得二氧化钛颜料用于树脂组成物时，呈优异的遮盖力，而且具有金红石型没有的锐钛型特性，从而完成本发明。

   本发明包括(1)二氧化钛颜料的特点是，含锐钛型结晶在98％～100％、平均粒径在0.2~0.4mm、以亚麻仁油颜色的L值表示的白度在95~97；(2)二氧化钛颜料制法的特点是：在水合二氧化钛煅烧制锐钛型二氧化钛颜料的方法中，用相对水合二氧化钛中的TiO2，以A12O3计为0.02％~0.2％重量的铝化合物、以K2O计为0.2％~l％重量、以P2O5计为0.02％~0.5％重量、并且K2O／P2O5为1.5／l～10／l的钾化合物和磷化合物作煅烧处理剂，煅烧温度为大于800℃到小于l000℃；(3)使用上述二氧化钛颜料的树脂组成物。

发明的效果万客化工在线1D)J#yt Z0J1Zic

   本发明的二氧化钛颜料具有锐钛型特有的特性，例如具有蓝色调等光学特性、低硬度等物理特性，而且还具有以往锐钛型二氧化钛颜料所没有的高遮盖力，适用于各种树脂组成物，包括与涂料用树脂、油墨用树脂、塑料用树脂配制成树脂组成物。万客化工在线L uQ3Y {"VDj

实施发明的最佳形态

   本发明二氧化钛颜料的特点是锐钛型结构含量为98％～100％、平均粒径为0.2~0.4mm、以亚麻仁油颜色的L值所示白度为95~97。本发明使平均粒径处于上述最适宜范围，用于要求高遮盖力的树脂组成物的颜料浓度下(例如涂料、油墨，相对l重量份树脂组分，二氧化钛颜料大于0.5重量份，若用于塑料，相对l重量份树脂组分，二氧化钛颜料大于0.05重量份)，能使原本折射率低的锐钛型二氧化钛，被赋予优异的遮盖力。本发明的二氧化钛颜料，以亚麻仁油颜色的L值表示的白度在95~97。还有，在加工时剪切力难起作用的塑料领域，与涂料和油墨相比，要达到高颜料浓度，二氧化钛颜料的分散会有困难，而本发明的二氧化钛颜料，因粒径大、表面能小，所以分散性优异。

   若锐钛型含量低于上述范围，则锐钛型二氧化钛具有的蓝色调、紫外线吸收能、硬度等特点难以呈现。若平均粒径小于上述范围，则不仅得不到所望的效果，而且表面能大，分散性也降低。平均粒径大于上述范围，不仅不能进一步提高遮盖力，而且会使锐钛型特点之一的短波长光反射率下降，呈现黄色调。较好的平均粒径是0.2~0.3mm。其中，粒度分布窄的容易取得所望效果，本发明粒径为0.2~0.4mm的粒子，按重量为基准，以含50％~100％为好，特好是60％～100％。本发明用X线省射测定金红石型结晶的含量(R(％))，锐钛型的含量为100一R(％)。平均粒径用电子显微镜法测定，是指一次粒子累计达50％的粒径，所谓一次粒子是指采用通常的工业机械方法，几乎不会分裂的最小单位的粒子。万客化工在线o;GU { Q9F~:iJ"j B~5q

   本发明的二氧化钛颜料，虽有面不进行包覆也可以，但因锐钛型二氧化钛的光催化活性高，耐光性和耐候性差，所以还是用一些无机化合物包覆为好。还有，因二氧化钛颜料具有亲水性，为赋予与树脂组分的高度亲合性，此进一步用有机化合物包覆为好。万客化工在线/A:d*I`.z.Tl

   用于包覆本发明二氧化钛颜料表面的无机化合物，如铝化合物、硅化合物、锆化合物、锶化合物、钛化合物、锑化合物等，可采用将其中的1种包覆、2种以上叠层包覆、2种以上无机化合物混合包覆等，也可以组合使用。这些无机化合物，若从氧化物、氢氧化物、水合氧化物、磷酸盐中选用至少1种则更好。无机化合物的包覆层，已知通过控制包覆处理工序中的pH、温度等处理条件，能形成多孔层、致密层，本发明对包覆层的性状，没有特别限制。各种无机化合物的包覆量，取决于所用树脂组成物的用途、无机化合物的种类，通常为0.05％~15％重量。较好的范围，对涂料和油墨用的二氧化钛颜料为0.1％~0.5％重量，对塑料组成物为0.05％~5％重量。此外，上述包覆量，对氧化物、氢氧化物、水合氧化物均是以氧化物为基准(例如铝的水合氧化物以A12O3计)，对于磷酸盐是以磷酸盐为基准(例如磷酸铝以AlPO4计)表示。

   好的表面包覆用无机化合物是硅、锆、锡、锑的化合物，希望是它们的水合氧化物。硅的水合氧化物，从耐候性的观点看，以致密状的包覆为好。铝、钛的水合氧化物，已知对提高与树脂组分的亲合性以及制造过程中改善脱水、干燥、粉碎等的操作性有效，至少在二氧化钛颜料的最外层，以包覆铝的水合氧化物为好。万客化工在线 DtYgT7e7F_

   用于包覆本发明二氧化钛颜料表面的有机化合物，如多元醇、烷醇胺或其衍生物、有机硅化合物、高级脂肪酸或其金属盐等。具体讲，例如多元醇，有三羟甲基乙烷、三羟丙基乙烷、季戊四醇等，烷醇胺有三乙胺等，有机硅化合物有二甲基聚硅氧烷、甲基氢化二烯聚硅氧烷等聚硅烷类以及己基三甲氧基硅烷等烷基硅烷类，还有氨基硅烷、乙烯基硅烷、苯基硅烷等硅烷偶合剂等有机硅烷类等，高级脂肪酸有硬脂酸等，高级脂肪酸盐有硬脂酸镁、硬脂酸锌等。这些有机化合物可以用1种包覆，也可以2种以上组合包覆。这些有机化合物的种类、它们的组合、包