專利名稱：二氧化鈦顏料的處理方法，新型二氧化鈦顏料及其在造紙中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二氧化鈦顏料的表面處理方法，一種新型二氧化鈦顏料和這種新型顏料及用上述方法獲得的物質(zhì)在造紙中的應(yīng)用。
已知二氧化鈦，尤其是它的金紅石形式，在造紙中有利于用作一種不透明顏料。這是因?yàn)槎趸伿且环N具有高反射指數(shù)的白色顏料；它是一種因具有較理想的粒徑(一般0.2-0.3μm)而有較好的光散射的化合物。
紙中摻入二氧化鈦通常包括把二氧化鈦和預(yù)分散在水中的纖維素纖維混合。接著在纖維素纖維和二氧化鈦顆粒之間產(chǎn)生由靜電吸引引起的或多或少的有效結(jié)合。纖維素纖維自身帶負(fù)電荷。
用二氧化鈦加色的紙的不透明性尤其取決于紙中二氧化鈦的含量，因此它是一個(gè)纖維素纖維的結(jié)合水平和二氧化鈦的物化留著率水平的函數(shù)。
當(dāng)前用作不透明顏料的二氧化鈦具有的物化留著率可能顯得不夠。物化留著率表示了二氧化鈦保留在紙中的纖維素纖維上的能力大小，在本申請(qǐng)中，留著率水平定義為與纖維素纖維有效結(jié)合的二氧化鈦的數(shù)量與摻入過(guò)程中所用的二氧化鈦總量的比率。這種低水平的物化留著率在經(jīng)濟(jì)上對(duì)加工方法不利，造成污染和污水回收的問(wèn)題，并且降低了紙或紙板最終的不透明性。
另外，二氧化鈦顏料物化留著率的能力作為一個(gè)造紙用水的硬度函數(shù)而改變。那么，對(duì)軟水具有令人滿意的物化留著率水平的顏料不一定具有對(duì)硬水的這種相同特性。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提出一種二氧化鈦顏料表面處理的方法，這種方法可生產(chǎn)在纖維素纖維上具有良好物化留著率的產(chǎn)品。
發(fā)明的第二個(gè)目的是提出一種也具有高物化留著率的二氧化鈦顏料。
為此目的，發(fā)明首先是關(guān)于二氧化鈦顏料的表面處理方法，其特征在于其中它包括下列步驟—形成二氧化鈦顏料的水狀懸濁液，—第一步，一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)沉淀在顏料表面，—第二步，一層氧化鋁沉淀在第一層磷酸鋁氧(alumina phos-phate)上，—顏料從懸濁液中回收出來(lái)。
發(fā)明還涉及二氧化鈦顏料由一個(gè)依次被一層磷酸鋁氧(alumi-na phosphate)，然后被一層氧化鋁然后是一層氧化鎂所覆蓋的二氧化鈦芯所組成。
發(fā)明下一個(gè)涉及二氧化鈦顏料的表面處理方法，其特征在于其中上述方法被應(yīng)用并且其中，在第二步氧化鋁層沉淀后，一層氧化鎂沉淀在顏料上。
最后，發(fā)明涉及上述顏料或由上述方法得到的物質(zhì)在造紙或在紙板制造中的應(yīng)用。
上面所述或通過(guò)上述方法之一得到的顏料具有高物化留著率。一般，這種顏料使紙張保持良好的不透明性成為可能。另外，它通常具有良好的耐光性。
發(fā)明首先涉及二氧化鈦顏料的表面處理方法，其特征在于其中它包括下列步驟—形成二氧化鈦顏料的水狀懸濁液，—第一步，一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)沉淀在顏料表面，—第二步，一層氧化鋁沉淀在第一層的磷酸鋁氧(aluminaphosphate)上面，—顏料從懸濁液中回收出來(lái)。
這樣處理包括直接在顏料表面制備第一層磷酸鋁氧(aluminaphosphate)，然后制備第二層，這次是氧化鋁，覆蓋在第一層的磷酸鋁氧(alumina phosphate)上面。
由主要是金紅石形式的二氧化鈦組成的二氧化鈦顏料水狀懸濁液用作起始物質(zhì)。這種懸濁液可以通過(guò)那些對(duì)這種技術(shù)很熟練的人所知道的任何方法形成，例如，通過(guò)硫酸鹽或氯氣的方法。
這種懸濁液中二氧化鈦顏料的濃度通常的范圍在100-500g/l之間。
這種分散可以任意包含一種分散劑以便使之分散和穩(wěn)定。它尤其可通過(guò)用所說(shuō)的分散劑研磨二氧化鈦分散體系而獲得。分散劑可以從下列產(chǎn)品中選擇2-氨基-2-甲基-1-丙醇，四焦磷酸鉀或四焦磷酸鈉，六偏磷酸鉀或六偏磷酸鈉，或聚丙烯酸聚合物或共聚物的堿金屬鹽，如聚丙烯酸的銨鹽或鈉鹽。使用磷酸鹽基化合物時(shí)，一般濃度順序?yàn)?.1-0.5％，可以表示為P2O5的重量相對(duì)于二氧化鈦的重量。
表面處理方法一般在60℃以上的溫度下進(jìn)行。處理過(guò)程中要保持此溫度，但也可以設(shè)想開始分散時(shí)單純地升高溫度至80℃，然后在無(wú)熱源的情況下繼續(xù)處理。
處理的第一步包括用沉淀法在顏料表面沉積一層磷酸鋁氧(a-lumina phosphate)。
這里和整個(gè)說(shuō)明書中，磷酸鋁氧(alumina phosphate)指的是一種氫氧化鋁磷(alumium phosphorus oxyhydroxide)化合物。特別地，按照本發(fā)明沉淀在二氧化鈦顏料表面的這種氫氧化鋁磷可以定義為通過(guò)在下面所描述的操作條件下用沉淀法獲得。
按照本發(fā)明那么所得的這種氫氧化鋁磷是一種尤其對(duì)顏料的各種性能產(chǎn)生影響的物質(zhì)，包括留著率和耐光性。
通常，第一次磷酸鋁氧(alumina phosphate)從鋁鹽和磷化合物中沉淀出來(lái)，尤其在溶液狀態(tài)下。
至于第一步過(guò)程中加入鋁鹽的數(shù)量，這個(gè)量?jī)?yōu)選在0.5-3％之間，用Al2O3的重量相對(duì)于二氧化鈦的重量來(lái)表示。
其中更優(yōu)取加入0.5-2％。
所用的鋁鹽一般是堿性的羥基化鹽；尤其可以選擇鋁酸鈉，堿性氯化鋁和二乙酸氫氧化鋁。硫酸鋁也可以使用。
至于在第一步沉淀中所用的磷化合物，尤其可以加入更多的數(shù)量，用P2O5的重量相對(duì)于二氧化鈦的重量來(lái)表示至少是0.5％，尤其在0.5-5％之間。
其中優(yōu)取加入1-4％。
改變加入鋁鹽和磷化合物的數(shù)量以便沉淀出一層P/Al的摩爾比不大于2的磷酸鋁氧(alumina phosphate)，優(yōu)取至少0.5，或甚至至少1，以及甚至優(yōu)取1.5-2之間。
如果運(yùn)用磷酸鹽基分散劑穩(wěn)定開始的二氧化鈦分散體系，分散劑所提供磷酸鹽的數(shù)量要從第一步沉淀中加入的磷酸鹽的數(shù)量中減去。
磷化合物尤其可以從磷酸，磷酸鹽中選擇，如，四焦磷酸鉀或四焦磷酸鈉，六偏磷酸鉀或六偏磷酸鈉，或三磷酸鉀或三磷酸鈉。
有利的是，將磷化合物及之后的鋁鹽依次加入二氧化鈦顏料的水狀懸濁液中。
總之，第一步沉淀步驟是在適合上述的磷酸鋁氧(aluminaphosphate)沉淀的pH下發(fā)生。這個(gè)pH可以在4-8之間。然而，第一步沉淀步驟通常在酸性pH值下進(jìn)行，優(yōu)選pH不大于6，這個(gè)pH可以更優(yōu)選在4-6之間。
通過(guò)加入磷酸和/或另一種酸如硫酸或氫氯酸(鹽酸)來(lái)控制pH值。還可以通過(guò)同時(shí)和/或二者擇其一地加入磷基化合物和鋁鹽來(lái)控制，這將一起形成磷酸鋁氧(alumina phosphate)沉淀。這就是說(shuō)，例如，在第一步沉淀過(guò)程中使用磷酸和鋁酸鈉時(shí)。
第二步包括在磷酸鋁氧(alumina phosphate)層頂上沉積一層氧化鋁。
這里和整個(gè)說(shuō)明書中，所說(shuō)的氧化鋁層指的是一種氧化鋁和/或氫氧化鋁沉淀。
通常，這第二層用鋁鹽如第一層沉淀所指定的那些鋁鹽進(jìn)行沉淀。
改變加入鋁鹽的數(shù)量以便在高pH值下得到具有正的Zeta電位的二氧化鈦顏料。
在第二步沉淀中，加入鋁鹽的數(shù)量可以在1-5％之間，用Al2O3的重量相對(duì)于二氧化鈦的重量表示。該數(shù)量可以優(yōu)選2-4％之間。
這種沉淀通常在氧化鋁層沉淀所要求的pH值下發(fā)生。這個(gè)pH可以在3-10之間。該pH值可優(yōu)選3-7之間?？杉尤肓蛩徇M(jìn)行調(diào)整。
熟化步驟可在每個(gè)沉淀步驟之后進(jìn)行。這些熟化步驟包括攪拌在加入第一步中涉及的所有磷化合物和鋁鹽后得到的反應(yīng)介質(zhì)，和包括加入第二步中涉及的所有鋁鹽。
熟化時(shí)間優(yōu)選順序?yàn)槊總€(gè)步驟5-30分鐘。
在這兩個(gè)沉淀步驟之后，用任何已知方式將處理過(guò)的顏料從懸濁液的液相中分離出來(lái)。
然后顏料一般要用水沖洗，干燥并微粉化。用這種方法所得的顏料在pH＝5.5時(shí)通常具有正的Zeta電位。
發(fā)明下一個(gè)涉及二氧化鈦顏料包括一個(gè)依次被一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)，然后被一層氧化鋁，然后是一層氧化鎂覆蓋的二氧化鈦芯。
這里和整個(gè)說(shuō)明書中，氧化鎂是指氧化鎂和/或氫氧化鎂。這通常是二氫氧化鎂。
作為一個(gè)附加特性，這種顏料在7-8的pH值時(shí)具有正的Zeta電位。
這種顏料通常由90-94.3％重量的二氧化鈦，2.5-4.5％的磷酸鋁氧(alumina phosphate)，3-4％的氧化鋁和0.2-1.5％的氧化鎂組成。磷酸鋁氧(alumina phosphate)和氧化鎂含義同上述。
整個(gè)說(shuō)明書中，二氧化鈦上覆蓋的各層厚度通常是在50-100之間。這些層可能是不連續(xù)的，以或多或少的均勻的方式覆蓋在二氧化鈦上。
懸濁液中的粒子通過(guò)液體運(yùn)動(dòng)時(shí)可以回收(如，在熱振動(dòng)運(yùn)動(dòng)或在重力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況下)，它被界面層包圍，其中運(yùn)動(dòng)離開表面時(shí)流體速度順次從粒子速度V到0。速度的降低急劇停止，使可能形成一個(gè)粒子外部的表面，將該粒子攜帶的分子從那些不是該粒子攜帶的分子中分離出來(lái)。該表面是指剪切表面。
實(shí)踐中，該表面在Stern層或稍超出同一層。此表面上的平均靜電位是Zeta電位。表面和內(nèi)部之間的所有電位值中，這是唯一可測(cè)的。
測(cè)Zeta電位的方法尤其包括測(cè)定懸濁液中通過(guò)電場(chǎng)E運(yùn)動(dòng)的粒子的速度。如果這個(gè)速度取作V，比率V/E＝U(m2/V·S)代表的是粒子的電泳速率。這則給出 其中η液體粘度(Pa·s)ε液體介電常數(shù)(SI制)f(Ka)系數(shù)范圍是2/3-1取決于粒子的半徑(a)與雙層厚度(1/K)之比。
等電點(diǎn)(IEP)相當(dāng)于所研究的系統(tǒng)的表面具有平均O Zeta電位。實(shí)驗(yàn)上，這反應(yīng)在通過(guò)非O電場(chǎng)的位移速率為O上。那么按照本發(fā)明(在液體中)等電點(diǎn)由二氧化鈦懸濁液的pH值來(lái)定義因?yàn)橐后w中該二氧化鈦粒子的電泳速率為O(“Zeta Potential in Colloid Sci-ence”，Robert J.Hunter，Academic Press，1981)。
Zeta電位可以用出售的商品名為L(zhǎng)AZER ZEE METER(501-PEN KEM型)的機(jī)器來(lái)測(cè)定(如下面實(shí)施例)。
無(wú)機(jī)或有機(jī)粒子的Zeta電位的測(cè)定能夠估計(jì)在測(cè)定介質(zhì)中其表面電荷?，F(xiàn)在，二氧化鈦粒子和纖維素纖維的結(jié)合受到纖維素纖維上的陰離子電荷和所說(shuō)的粒子上的陽(yáng)離子電荷之間的靜電引力的極大推動(dòng)，pH值可能上升到7-8。
這樣，所說(shuō)粒子的物化留著率和加色的紙以及以樹脂浸漬的加色的紙為基礎(chǔ)的紙板的不透明性有很顯著的改善，尤其紙張制備過(guò)程中所用的水離子濃度較高時(shí)。另外，同種水中所述粒子的自凝聚現(xiàn)象具有很顯著的減弱。
這種包含一個(gè)依次被一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)，然后是一層氧化鋁然后是一層氧化鎂覆蓋的二氧化鈦芯的二氧化鈦顏料可按照本發(fā)明的方法采取下列步驟得到—形成二氧化鈦顏料的水狀懸濁液，—第一步，一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)沉淀在顏料表面，—第二步又一層氧化鋁沉淀在第一層的磷酸鋁氧(aluminaphosphate)上面，—一層氧化鎂沉淀在第二層的氧化鋁上面，—顏料從懸濁液中回收出來(lái)。
頭兩步沉淀用與上述的方法相同的途徑和同樣變化的途徑來(lái)進(jìn)行。
氧化鎂層可用鎂鹽沉淀，尤其是氯化物或硫酸鹽。
加入鎂鹽的數(shù)量用MgO的重量相對(duì)于二氧化鈦的重量表示一般大于0.2％，優(yōu)選小于2％并且更優(yōu)選0.2-1.5％。
該沉淀可以在適合氧化鎂層沉淀的pH值下進(jìn)行。這個(gè)pH值通常在5-9之間，并且優(yōu)選7-9。它可以通過(guò)NaOH，KOH或Na2CO3溶液進(jìn)行調(diào)整。
后一步沉淀可繼之以一步熟化。
緊跟這三個(gè)沉淀步驟后面可用任何已知的方式將處理過(guò)的顏料從懸濁液液相中分離出來(lái)。
然后顏料用水沖洗，干燥并微粉化。
最后，本發(fā)明涉及上述顏料或用按照本發(fā)明的方法所得到的顏料在紙或紙板生產(chǎn)中的應(yīng)用。
精通于此技術(shù)的人所知的任何紙生產(chǎn)(或紙加工)的方法都可以采用。通常任選地在一種提高濕強(qiáng)度的試劑存在的條件下從水、纖維素纖維和本發(fā)明中的顏料或按照本發(fā)明的方法得到的顏料的混合物中制備紙。所說(shuō)的試劑包括，例如，表氯醇基聚合物的季胺鹽(例如表氯醇/二甲胺聚合物)。
本發(fā)明還涉及上述顏料或按照上述方法所得的顏料在以包含所述顏料和至少一種樹脂(尤其是密胺樹脂或密胺甲醛樹脂)的紙為基礎(chǔ)的紙板生產(chǎn)中的應(yīng)用。為了制備紙板可以采用任何精通此技術(shù)的人已知的紙板生產(chǎn)方法(用按本發(fā)明的顏料加色的紙)。本發(fā)明并不局限于一種具體的生產(chǎn)方法。因此，例如，加色的紙可以用樹脂的水—乙醇溶液浸漬，之后許多張用樹脂浸漬過(guò)的加色的紙通過(guò)熱壓工藝軋成薄板。加色的紙中可包含一種添加劑以提高濕強(qiáng)度。
下面的例子可以用來(lái)解釋本發(fā)明但不限制其范圍。
實(shí)施例測(cè)定“Zeta電位”表面電荷的試驗(yàn)(例1和2)方法—制備30g/l濃度的二氧化鈦懸濁液—在離心沉淀之前置于pH＝5.5—在濾液中加入一滴30g/l的懸濁液，用一個(gè)Zeta儀(LAZ-ER ZEE METER501型)進(jìn)行測(cè)定試樣的制備—制備一份40％的漿液(60g過(guò)濾水，40g二氧化鈦)—用這種漿液在一個(gè)250ml的燒瓶中制備30g/l的懸濁液，用過(guò)濾水將其配成。
—用0.5N HCl和磁擾動(dòng)將懸濁液的pH值調(diào)整到5.5。靜置10分鐘。
—如果pH偏離5.5小于0.1個(gè)單位，將懸濁液離心分離。
如果pH值偏離5.5大于0.1個(gè)單位，將它重新調(diào)整至5.5并再靜置10分鐘。
—20℃的溫度下在聚碳酸酯試管中以8000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速進(jìn)行5分鐘進(jìn)行離心分離。
—回收上層清液(100ml)并加入一滴30g/l的懸濁液。
對(duì)比(Reference)Rhne-Poulenc銷售的標(biāo)號(hào)RL18的二氧化鈦A是一種在pH為5.5時(shí)具有負(fù)的Zeta電位的金紅石二氧化鈦顏料。
層壓板耐光性測(cè)試(例1和2)目的測(cè)定在加速老化機(jī)中暴露過(guò)程中層壓板介質(zhì)中的二氧化鈦的性能。
方法制備以要測(cè)試的二氧化鈦為基礎(chǔ)的層壓測(cè)試塊。暴露到氙烤缽(Xenotest)中達(dá)48小時(shí)。
比色法測(cè)定顏色的消褪。
通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)比較計(jì)算結(jié)果。
測(cè)試塊的制備—從7.5g纖維素和6.3g二氧化鈦在500ml水中的懸濁液中，用硫酸鋁凝聚，得到一塊約350g/m2的薄片。
—晾干后，用33％的密胺甲醛溶液(INILAMRP285)浸泡將薄片浸漬然后干燥。
—接下來(lái)的片材是在兩個(gè)磨光的盤之間受壓1覆蓋層，2裝載浸漬薄片，1未裝載浸漬薄片。
壓制條件40cm×40cm的盤，P＝56bar，T＝130℃，t＝15分。
氙烤缽(Xenotest)暴露時(shí)間48小時(shí)，濕度測(cè)定90％，沖洗30sec/15min，結(jié)果—標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比CIELAB色差ΔE的比色法測(cè)定和計(jì)算。用查得的作為公開(暴露)標(biāo)準(zhǔn)的值逐個(gè)重新調(diào)整(對(duì)二氧化鈦A的試樣來(lái)說(shuō)ΔE＝1.2，它相當(dāng)于pH＝5.5的條件下具有正Zeta電位的金紅石二氧化鈦顏料)。
實(shí)施例1一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)和一層氧化鋁的沉積用濃度為900g/l的二氧化鈦懸濁液作為起始物質(zhì)。在重量占二氧化鈦重量0.2％的三磷酸鉀存在的情況下它是基礎(chǔ)，然后稀釋至350g/l。
要保持60℃的溫度。
第一層在分散體系中加入以下物質(zhì)—以磷酸溶液的形式加入2.5％重量的P2O5，—以鋁酸鈉溶液的形式加入1％重量的Al2O3。
這些添加要進(jìn)行超過(guò)10分鐘，在沉淀過(guò)程中和添加結(jié)束時(shí)，通過(guò)加入硫酸把pH值調(diào)整到4.8-5.2。
隨后，把反應(yīng)混合物攪拌30分鐘。
第二層在上述反應(yīng)介質(zhì)中加入以下物質(zhì)—以鋁酸鈉形式加入3.5％重量的Al2O3。
這種添加要進(jìn)行超過(guò)10分鐘。添加過(guò)程中通過(guò)加入硫酸保持pH值在7-7.5之間。
然后將分散體系過(guò)濾。
將所得的二氧化鈦顏料用45℃的水沖洗，在150℃條件下干燥15小時(shí)并微粉化。
總的化學(xué)重量分析4.6％ Al2O32.5％ P2O5
層壓板的耐光性測(cè)試ΔE 1.3表面電荷的測(cè)量pH＝5.5時(shí)Zeta電位 +10ph＝7時(shí)Zeta電位 +2可以看出所得的二氧化鈦顏料同時(shí)存在良好的耐光性和pH＝7時(shí)具有正的Zeta電位。
實(shí)施例2一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)，一層氧化鋁和一層氧化鎂的沉積把濃度為900g/l的二氧化鈦懸濁液作為起始物質(zhì)。重量占二氧化鈦重量0.2％的2-氨基-2-甲基-1-丙醇存在的情況下它是基礎(chǔ)，然后稀釋至350g/l。
將其加熱至80℃第一層在分散體系中加入下列物質(zhì)—以磷酸溶液的形式加入2.5％重量的P2O5，—以鋁酸鈉溶液的形式加入1％重量的Al2O3。
通過(guò)加入磷酸pH值降至5以下，然后同時(shí)加入鋁酸鈉或磷酸調(diào)整到4.8-5.2。添加終止時(shí)，通過(guò)加入硫酸控制pH值。添加要進(jìn)行10分鐘以上。
繼此之后，持續(xù)攪動(dòng)反應(yīng)混合物30分鐘。
第二層在上述反應(yīng)介質(zhì)中加入下列物質(zhì)—以鋁酸鈉的形式加入3.5％重量的Al2O3。
加入鋁酸鈉pH升至7，然后同時(shí)加入鋁酸鈉和硫酸進(jìn)行控制以便保持pH值為7。這些添加進(jìn)行10分鐘以上。繼此之后，將反應(yīng)混合物持續(xù)攪動(dòng)15分鐘。
第三層在上述反應(yīng)介質(zhì)中加入以下物質(zhì)—以硫酸鎂的形式加入0.5％重量的MgO。
同時(shí)加入硫酸鎂和氫氧化鉀溶液將pH值調(diào)整到7-8。
之后，持續(xù)攪動(dòng)反應(yīng)混合物15分鐘。
然后將分散體系過(guò)濾。
將所得的二氧化鈦顏料用45℃的水沖洗，在150℃溫度下干燥15小時(shí)并微粉化。
總的化學(xué)重量分析4.6％ Al2O32.5％ P2O50.3％ MgO層壓板的耐光性測(cè)試ΔE 1.3表面電荷測(cè)量pH＝5.5時(shí)Zeta電位+15ph＝7時(shí)Zeta電位 +5可見所得的二氧化鈦顏料同時(shí)存在良好的耐光性和pH＝7時(shí)具有正的Zeta電位。
實(shí)施例3留著率水平在此我們對(duì)各種不同的二氧化鈦在一張80g/m2的紙中殘留的二氧化鈦的水平(TiO2留著率)進(jìn)行測(cè)定，這種紙是在沒(méi)有加入任何添加劑以提高濕強(qiáng)度，pH值為6.5和8.5的條件下制備的。
1)在一個(gè)燒杯中通過(guò)攪拌把100份重量的在水中初步分散達(dá)到40g/l的濃度的纖維素纖維和70份重量的在水中初步分散濃度為40％的二氧化鈦顆粒(確定纖維素纖維＋二氧化鈦的體積以便最后得到一張80g/m2的手抄紙)混合在一起。
然后加入鹽酸將pH值調(diào)整到6.5。
然后用3升水將混合物稀釋，汲取500cm3所得的懸濁液并用一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室手抄紙機(jī)(Rapid-Kthen型)制造一片紙。
將所得的80g/m2的手抄紙干燥。
2)重復(fù)第1段的操作，在這種情況下加入碳酸鈉將pH值調(diào)到8.5。
然后把1)和2)中所得的80g/m2的手抄紙?jiān)?00℃溫度下焙燒；然后測(cè)量所得灰的重量按照這一制備方法，灰的重量就相當(dāng)于手抄紙中所含的二氧化鈦的重量。
那么TiO2的留著率水平相當(dāng)于灰的重量/制備過(guò)程中所用的二氧化鈦的重量的比率。
測(cè)定三種不同二氧化鈦的留著率水平，標(biāo)為A，B和C(結(jié)果見表1)。
—二氧化鈦A相當(dāng)于pH＝5.5時(shí)具有負(fù)的Zeta電位的二氧化鈦，—二氧化鈦B相當(dāng)于實(shí)施例1中的二氧化鈦，—二氧化鈦C相當(dāng)于實(shí)施例2中的二氧化鈦。
表1
A B CpH＝6.55％53％56％pH＝8.53％22％30％可見按本發(fā)明處理過(guò)的二氧化鈦顏料具有比顏料A高得多的留著率水平。另外，我們可以注意到例2中通過(guò)用一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)，然后一層氧化鋁然后又一層氧化鎂依次沉淀所得的顏料具有尤其高的留著率水平，特別在pH＝8.5時(shí)，因此它可以在所有類型的水中應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.二氧化鈦顏料的表面處理方法，其特征在于它包括下列步驟—形成二氧化鈦顏料的水狀懸濁液，—第一步，一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)沉淀在顏料表面，—第二步，一層氧化鋁沉淀在第一層的磷酸鋁氧(aluminaphosphate)上面，—顏料從懸濁液中回收出來(lái)。
2.按照前面權(quán)利要求的方法，其特征在于處理是在60℃以上的溫度下進(jìn)行的。
3.按照前面權(quán)利要求之一的方法，其特征在于磷酸鋁氧(alu-mina phosphate)層是從鋁鹽和磷化合物中沉淀出來(lái)的。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于在第一步沉淀步驟過(guò)程中加入適量的鋁鹽以Al2O3的重量相對(duì)于二氧化鈦重量表示占0.5-3％。
5.按照權(quán)利要求3或4之一的方法，其特征在于從下列鹽中選擇第一步沉淀步驟過(guò)程中所加入的鋁鹽硫酸鋁，堿性鹽如鋁酸鈉，堿性氯化鋁，二乙酸氫氧化鋁。
6.按照權(quán)利要求3-5的方法，其特征在于在第一步沉淀步驟過(guò)程中加入適量的磷化合物，以P2O5相對(duì)于二氧化鈦的重量表示至少0.5％，優(yōu)選0.5-5％。
7.按照前面的權(quán)利要求之一的方法，其特征在于一層P/Al摩爾比不大于2的磷酸鋁氧(alumina phosphate)，優(yōu)選至少0.5，沉淀在顏料表面。
8.按照權(quán)利要求3-7的方法，其特征在于第一步沉淀過(guò)程中加入的磷化合物選自磷酸和磷酸鹽。
9.按照前面的權(quán)利要求之一的方法，其特征在于第一個(gè)沉淀步驟在pH為4-8之間進(jìn)行。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于第一步沉淀步驟在酸性pH下，優(yōu)選在pH值不大于6的情況下進(jìn)行。
11.按照前面權(quán)利要求之一的方法，其特征在于在第二步沉淀步驟過(guò)程中加入適量的鋁鹽，以Al2O3相對(duì)于二氧化鈦的重量表示為1-5％。
12.二氧化鈦顏料，其特征在于它包含一個(gè)依次被一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)，然后被一層氧化鋁然后是一層氧化鎂覆蓋起來(lái)的二氧化鈦芯。
13.按照權(quán)利要求12的顏料，其特征在于它在pH為7-8時(shí)具有正的Zeta電位。
14.按照權(quán)利要求12或13的顏料，其特征在于它包含重量占90-94.3％的二氧化鈦，占2.5-4.5％的磷酸鋁氧(aluminaphosphate)，3-4％的氧化鋁和0.2-1.5％的氧化鎂。
15.二氧化鈦顏料的表面處理方法，其特征在于實(shí)施按照權(quán)利要求1-11之一的方法，并且在第二步的氧化鋁層沉淀后，一層氧化鎂沉淀在第二層的氧化鋁上。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于氧化鎂層從鎂鹽中沉淀出來(lái)，尤其是鹽酸鹽或硫酸鹽。
17.按照權(quán)利要求12-14的顏料或通過(guò)按照權(quán)利要求1-11之一的方法所得的顏料或通過(guò)按照權(quán)利要求15或16的方法所得的顏料應(yīng)用在造紙或紙板生產(chǎn)中。
全文摘要
二氧化鈦顏料的表面處理方法，其特征在于它包含下列步驟-形成二氧化鈦顏料的水狀懸濁液，-第一步，一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)沉淀在顏料表面，-第二步，一層氧化鋁沉淀在第一層的磷酸鋁氧(alumina phosphate)上面，-顏料從懸濁液中回收出來(lái)；和二氧化鈦顏料，其特征在于它包含一個(gè)依次被一層磷酸鋁氧(alumina phosphate)，然后被一層氧化鋁，然后是一層氧化鎂覆蓋起來(lái)的二氧化鈦芯。
文檔編號(hào)D21H17/67GK1132769SQ95119758
公開日1996年10月9日 申請(qǐng)日期1995年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月23日
發(fā)明者A·格茲, R·羅納格 申請(qǐng)人:羅納·布朗克化學(xué)公司