專利名稱：一種致密復(fù)合膜鈦白粉的表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦白粉的表面處理方法，具體地說是一種金紅石型致密復(fù)合膜鈦白粉的表面處理方法。
背景技術(shù)：
鈦白粉是一種白色無(wú)機(jī)顏料，具有無(wú)毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被認(rèn)為是目前世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業(yè)。然而無(wú)論是氯化法，還是硫酸法生產(chǎn)的金紅石型鈦白粉，為充分發(fā)揮其優(yōu)良的光學(xué)性能使顏色亮麗多彩，并具有良好的耐候性、抗老化性能和具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，都需要對(duì)鈦白粉進(jìn)行無(wú)機(jī)和有機(jī)表面處理。無(wú)機(jī)表面處理就是在鈦白粉顆粒表面包覆一層無(wú)機(jī)水合氧化物的膜，因此無(wú)機(jī)處理又稱包膜，它起到包覆、屏蔽光催化的作用，改善鈦白粉的耐候性和耐粉化性。工業(yè)上最常使用的處理劑是硅、鋁、鋯、鈦四種，無(wú)機(jī)處理劑雖然類型少，但處理工藝千變?nèi)f化，是鈦白粉顏料表面處理過程中最重要、最復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)，鈦白粉的無(wú)機(jī)表面處理對(duì)鈦白粉產(chǎn)品的性能影響很大，是改變鈦白粉表面性質(zhì)的最主要措施，也是鈦白粉表面處理的重點(diǎn)。包膜按膜層結(jié)構(gòu)不同分為致密膜和多孔膜，按添加包膜劑的種類，可分為單包膜和復(fù)合包膜。致密包膜后的鈦白粉耐候性特別好，它將鈦白粉的耐久性提高到一個(gè)新水平， 常用于高光澤、高耐久性的磁漆和塑料等。這種膜還能保護(hù)二氧化鈦粒子不受化學(xué)品腐蝕。 例如，按常法以硅鋁包覆的鈦白粉，在96%的硫酸中加熱(175°C)、5小時(shí)，有95%的二氧化鈦被溶解，而經(jīng)致密包膜后，同樣條件下，只有20 40%溶解?，F(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為，工業(yè)生產(chǎn)中能否生成致密膜主要與下列因素有關(guān)1、二氧化鈦漿料濃度不能過高，以100 300g/l為好；2、二氧化鈦漿料PH值應(yīng)保持在8 11，最好為 9. 5 11 ；3、二氧化鈦漿料溫度應(yīng)保持80 100°C ；4、致密膜的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，一般長(zhǎng)達(dá) 5 10小時(shí)；5、二氧化鈦漿料分散狀態(tài)要好，攪拌強(qiáng)度不能太平緩，但也不能太大，太激烈， 否則會(huì)造成粒子間的強(qiáng)烈碰撞，使剛沉淀到二氧化鈦粒子表面的水合氧化物沉積層被破壞；6、致密復(fù)合膜用的硅酸鈉溶液濃度要低，硅酸鈉以氧化鈉計(jì)為0. 1 0. 3mol/l，大于 lmol/1會(huì)增大活性進(jìn)而增強(qiáng)活性硅的凝聚傾向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種全新的致密復(fù)合膜鈦白粉表面處理方法，它突破了傳統(tǒng)的致密復(fù)合膜工藝思路，創(chuàng)新了工藝，簡(jiǎn)化了流程，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。本發(fā)明包括以下具體步驟(1)將金紅石型二氧化鈦原料，加入分散劑六偏磷酸鈉或者硅酸鈉等，按常規(guī)方法制成濃度100 450g/l的二氧化鈦漿料；(2)將上述的二氧化鈦漿料加入表面處理器，用蒸汽加熱升溫至60 70°C，再用稀堿液將漿料PH值調(diào)節(jié)到9 11，保持強(qiáng)烈攪拌狀態(tài)；(3)配制 NEi2SiO3和 Al2 (SO4) 3溶液的濃度分別為 0. 1 1. ;3mol/l 禾口 0. 1 0.8mol/ 1 ；(4)設(shè)計(jì)好二氧化硅和三氧化二鋁的包膜量，采用硅鋁復(fù)合包覆的雙注并流滴加過程，將Na2SiO3和Al2 (SO4) 3溶液分別加入表面處理器，加料時(shí)間為2 3小時(shí)，保持加料速度穩(wěn)定，同時(shí)微調(diào)Na2SiO3或Al2 (SO4)3溶液的加量將漿料pH值由9 11，緩慢均勻降到 6 6. 5 ；(5)加料完畢后，陳化1 3小時(shí)，再用堿液將漿料pH值調(diào)節(jié)到7 8，然后進(jìn)行洗滌、過濾干燥、氣流粉碎和有機(jī)改性等常規(guī)后續(xù)工序。其中步驟(1)所述二氧化鈦漿料濃度最好為400 450g/l。步驟( 所述的二氧化鈦漿料溫度最好為60 65°C，所述的強(qiáng)烈攪拌狀態(tài)表示攪拌強(qiáng)度越大越好。步驟(3)所述的Na2SiO3和Al2 (SO4) 3溶液的濃度最好為1. 0 1. 3mol/l和0. 7 0. 8mol/l。步驟(4)所述的二氧化硅和三氧化二鋁的包膜量最好占到二氧化鈦總重量的 2. 5 3. 5%和 1. 5 2. 5%。步驟(5)所述的陳化時(shí)間最好2小時(shí)。本發(fā)明與現(xiàn)有致密復(fù)合膜工業(yè)生產(chǎn)方法相比二氧化鈦料漿濃度由傳統(tǒng)的100 300g/l提高到400 450g/l，包膜劑Na2SiO3和Al2 (SO4) 3溶液的濃度提高到1. 0 1. 3mol/ 1和0. 7 0. 8mol/l，不僅突破了目前致密膜工藝認(rèn)識(shí)上的成見，而且提高了生產(chǎn)效率； 由于復(fù)合包膜沒有硫酸和液堿消耗，同時(shí)包膜周期縮短了一倍，降低了生產(chǎn)成本；另外 Na2SiO3和Al2 (SO4) 3溶液酸堿度都比較弱，包膜過程pH調(diào)節(jié)控制變得簡(jiǎn)單容易；包膜溫度低于傳統(tǒng)致密膜包膜溫度約20°C，符合綠色生產(chǎn)的理念，可以節(jié)約能耗；整個(gè)包膜過程都要保持二氧化鈦料漿強(qiáng)烈的攪拌強(qiáng)度，突破了現(xiàn)有理論；包膜工藝簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，確保了質(zhì)量連續(xù)穩(wěn)定。采用本發(fā)明生產(chǎn)出來(lái)的金紅石鈦白粉，經(jīng)電鏡分析，膜層光滑、均勻、連續(xù)、致密， 厚度在5 10納米之間；經(jīng)耐候性檢測(cè)，達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平。
權(quán)利要求
1.一種致密復(fù)合膜鈦白粉的表面處理方法，包括以下具體步驟(1)將金紅石型二氧化鈦原料，加入分散劑六偏磷酸鈉或者硅酸鈉等，按常規(guī)方法制成濃度100 450g/l的二氧化鈦漿料；(2)將上述的二氧化鈦漿料加入表面處理器，用蒸汽加熱升溫至60 70°C，再用稀堿液將漿料PH值調(diào)節(jié)到9 11，保持強(qiáng)烈攪拌狀態(tài)；(3)配制NEi2SiO3 和 Al2(SO4)3 溶液的濃度分別為 0. 1 1. 3mol/l 和 0. 1 0. 8mol/l ；(4)設(shè)計(jì)好二氧化硅和三氧化二鋁的包膜量，采用硅鋁復(fù)合包覆的雙注并流滴加過程， 將Na2SiO3和Al2(SO4)3溶液分別加入表面處理器，加料時(shí)間為2 3小時(shí)，保持加料速度穩(wěn)定，同時(shí)微調(diào)Na2SiO3或Al2 (SO4) 3溶液的加量將漿料pH值由9 11，緩慢均勻降到6 6. 5 ；(5)加料完畢，再陳化1 3小時(shí)后用堿液將漿料pH值調(diào)節(jié)到7 8，然后進(jìn)行洗滌、 過濾干燥、氣流粉碎和有機(jī)改性等常規(guī)后續(xù)工序。
2.—種權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(1)所述二氧化鈦漿料濃度為400 450g/1。
3.—種權(quán)利要求1或2所述的方法，其中步驟( 所述的二氧化鈦漿料溫度為60 65 "C。
4.一種權(quán)利要求3所述的方法，其中步驟⑶所述的Na2SiO3* Al2(SO4)3溶液的濃度為 1. 0 1. 3mol/l 和 0. 7 0. 8mol/l。
5.一種權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(4)所述的二氧化硅和三氧化二鋁的包膜量占到二氧化鈦總重量的2. 5 3. 5%和1. 5 2. 5%。
6.一種權(quán)利要求5所述的方法，其中步驟(5)所述的陳化時(shí)間為2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金紅石型致密復(fù)合膜鈦白粉的表面處理方法。它突破了傳統(tǒng)的致密膜包膜處理思路，從提高料漿攪拌強(qiáng)度、降低包膜溫度的理論入手，通過對(duì)包膜溫度、濃度、速度、pH值等工藝控制，實(shí)現(xiàn)廠整體工藝的創(chuàng)新，簡(jiǎn)化了流程，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明生產(chǎn)出來(lái)的金紅石鈦白粉，膜層光滑、均勻、連續(xù)、致密，耐候性達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平。
文檔編號(hào)C09C1/36GK102190910SQ20101012076
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者吳海霞, 李蓓, 王亭杰, 王鋼, 董澤友, 蔣宏斌, 蔣岳平, 袁菊興, 金涌, 陳林, 韋冰心 申請(qǐng)人:安徽安納達(dá)鈦業(yè)股份有限公司, 清華大學(xué)