一種新型鋯-鋁包覆鈦白粉的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型鋯-鋁包覆鈦白粉的制備方法，該方法工藝簡單，易于操作，生產(chǎn)過程高效簡捷，包覆周期短，有利于生產(chǎn)能耗的降低。而且用該方法制備的二氧化鈦顏料具有較高的光澤度、耐候性、白度及優(yōu)異的其它顏料性能。
【專利說明】一種新型鋯-鋁包覆鈦白粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金紅石二氧化鈦表面處理的技術(shù)方法，具體涉及一種高亮度、高白度、高光澤度的二氧化鈦制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金紅石型二氧化鈦因其高折射率和優(yōu)異的顏料性能，被認(rèn)為是世界上最好的白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、油墨等行業(yè)。二氧化鈦具有高的光催化活性，未經(jīng)表面處理的二氧化鈦存在著一些晶格缺陷，使其粒子表面上存在著許多光活化點(diǎn)。當(dāng)應(yīng)用在涂料、塑料等領(lǐng)域中，在大氣中和紫外線的照射下會催化降解與之接觸的有機(jī)成分，造成基料黃變、粉化、甚至龜裂、剝落等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的使用壽命和性能。
[0003]為了提高鈦白粉的使用性能，必須對鈦白粉進(jìn)行表面處理改性。近年來，人們通常用氧化鋁(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)等氧化物對二氧化鈦表面進(jìn)行包覆，硅鋁包膜能夠有效的防止二氧化鈦光化學(xué)活性，而且二者容易共沉在二氧化鈦粒子的表面。目前國內(nèi)外高檔鈦白粉一般采用氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁等氧化物進(jìn)行表面處理，ZrO2作為鈦白粉表面的良好包覆處理劑，能夠促進(jìn)Al2O3等外層處理劑與基體TiO2的附著。氧化鋯-氧化鋁包膜能顯著掩蔽二氧化鈦晶格表面上的光活性基團(tuán)，降低鈦白粉的光化學(xué)活性，而且不影響TiO2的亮度和顏色，有助于提高鈦白粉顏料的耐久和分散性能。因此，氧化鋯-氧化鋁包膜TiO2產(chǎn)品具有較高的光澤度、耐候性和白度。然而，國內(nèi)Zr-Al包膜研究較少，且其工藝過程復(fù)雜、操作繁瑣、生產(chǎn)周期較長，包覆條件控制也比較嚴(yán)苛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對鈦白粉表面處理技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種新的包膜方法，該方法工藝簡單，易于操作，生產(chǎn)過程高效簡捷，包覆周期短，有利于生產(chǎn)能耗的降低。而且用該方法制備的二氧化鈦顏料具有較高的光澤度、耐候性、白度及優(yōu)異的其它顏料性能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是
[0006]一種新型鋯-鋁包覆鈦白粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟。
[0007]步驟一，首先將一定量金紅石型二氧化鈦初級研磨半成品，其粒徑為0.2-0.3um,然后采用六偏磷酸鈉堿性水溶液進(jìn)行分散處理制成漿料。所述六偏磷酸鈉溶液的濃度以P2O5計為40g / L，其中P2O5占初級研磨半成品中TiO2質(zhì)量計的0.06%。
[0008]步驟二，將分散后漿料升溫到50_90°C，并保持該溫度。
[0009]步驟三，將步驟二中的漿料，在20_60min內(nèi)均勻加入水溶性硫酸鋯溶液，其中水溶性硫酸鋯溶液的加入量以ZrO2計，為漿料中TiO2量的0.4% -1.0%，用NaOH水溶液調(diào)節(jié)漿料 PH5.0-6.5，熟化 10-60min。，溫度保持在 50_90°C。
[0010]步驟四，在20-60min內(nèi)加入偏鋁酸鈉水溶液，其中鋁鹽溶液的加入量以Al2O3計，為漿料TiO2量的1.0% -3.0%，熟化10-60min，溫度保持在50-90。。。
[0011]步驟五，在30-90min內(nèi)加入硫酸鋁水溶液，其中鋁鹽溶液的加入量以Al2O3計，為漿料中TiO2量的1.5% -4.0%，熟化10-60min，溫度保持在50-90。。。
[0012]步驟六，加入NaOH水溶液，調(diào)節(jié)漿料PH7.0-8.0，熟化l_3h，溫度保持在50_90°C。
[0013]步驟七，用40-70°C脫鹽水進(jìn)行過濾洗滌至濾液電阻率小于IOOy s / m，進(jìn)行干燥、粉碎處理，制得二氧化鈦顏料樣品。
[0014]所述，硫酸鋯溶液濃度以ZrO2計為80-1 IOg / L ;偏鋁酸鈉溶液濃度以Al2O3計為100-160g / L ;硫酸鋁溶液濃度以Al2O3計為80-1 IOg / L。
[0015]所述，TiO2中金紅石晶型含量在98%以上。
[0016]有益效果:
[0017]本發(fā)明米用的TiO2初品中金紅石晶型含量在98 以上,保證廣品的基本遮蓋力等顏料性能；通過對TiO2初品漿料PH的調(diào)整，有效的控制包膜前漿料粒子以原級粒子存在，保證包覆ZrO2的均勻，該層致密的水合氧化鋁膜有利于提高二氧化鈦顏料光學(xué)性能和分散性能。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019]實施例1
[0020]1、將金紅石型鈦白粉初品制成300g / L的漿料，加入六偏磷酸鈉溶液，其中P2O5占初品中TiO2質(zhì)量計的0.06%，六偏磷酸鈉溶液的濃度以P2O5計為40g/L，用濃度為20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)漿料PH9.5- 10.5，攪拌分散40min。
[0021]2、將分散后的漿料升溫到60°C，并使整個包膜過程維持此溫度。
[0022]3、在40min內(nèi)均勻加入以ZrO2計占初品中TiO2質(zhì)量為0.5%的硫酸鋯溶液，硫酸鋯溶液的濃度以ZrO2計為100g / L，攪拌分散20min。
[0023]4、在30min內(nèi)用10% NaOH溶液緩慢調(diào)節(jié)漿料PH至5.0-6.5，熟化60min。
[0024]5、在20min均勻加入以Al2O3占初品中TiO2質(zhì)量計為1.5%偏鋁酸鈉溶液，偏鋁酸鈉溶液濃度以Al2O3計為120g / L，熟化20min.[0025]6、在40min內(nèi)均勾加入以Al2O3計占初品中TiO2質(zhì)量為2%硫酸招溶液，硫酸招溶液濃度以Al2O3計為100g/L,熟化60min。
[0026]7、在30min內(nèi)均勻加入10 %的NaOH水溶液，調(diào)節(jié)漿料PH7.2-7.6，保溫熟化120mino
[0027]8、用50°C脫鹽水進(jìn)行過濾洗滌至濾液電阻率小于IOOii s / m，在120°C下干燥24h，并用高剪切粉碎機(jī)粉碎處理，得到二氧化鈦顏料。
[0028]實施例2
[0029]1、將金紅石型鈦白粉初品制成300g / L的漿料，加入六偏磷酸鈉溶液，其中P2O5占初品中TiO2質(zhì)量計的0.06%，六偏磷酸鈉溶液的濃度以P2O5計為40g / L，用濃度為20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)漿料PH9.5-10.5，攪拌分散40min。
[0030]2、將分散后的漿料分別升溫到70°C，并使整個包膜過程維持此溫度。
[0031]3、以下操作同實施例1中的3-8步驟操作。
[0032]實施例3
[0033]1、將金紅石型鈦白粉初品制成300g/L的漿料，加入六偏磷酸鈉溶液，其中P2O5占初品中TiO2質(zhì)量計的0.06%，六偏磷酸鈉溶液的濃度以P2O5計為40g / L，用濃度為20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)漿料PH9.5-10.5，攪拌分散40min。
[0034]2、將分散后的漿料分別升溫到80°C，并使整個包膜過程維持此溫度。
[0035]3、以下操作同實施例1中的3-8步驟操作。
[0036]實施例4
[0037]1、將金紅石型鈦白粉初品制成300g / L的漿料，加入六偏磷酸鈉溶液，其中P2O5為初品中TiO2質(zhì)量的0.1 %，六偏磷酸鈉溶液的濃度以P2O5計為40g / L，用濃度為20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)漿料PH9.5-10.5，攪拌分散40min。
[0038]2、將分散后的漿料分別升溫到60°C，并使整個包膜過程維持此溫度。
[0039]3、在40min內(nèi)均勻加入以ZrO2計為初品中TiO2質(zhì)量為0.5%的硫酸鋯溶液，硫酸鋯溶液的濃度以ZrO2計為100g / L，攪拌分散20min。
[0040]4、在30min內(nèi)用10% NaOH溶液緩慢調(diào)節(jié)漿料PH至5.0-6.5，熟化60min。
[0041]5、在20min均勻加入以Al2O3占初品中TiO2質(zhì)量計為1.5%偏鋁酸鈉溶液，偏鋁酸鈉溶液濃度以Al2O3計為 120g / L，熟化20min.[0042]6、在40min內(nèi)均勾加入以Al2O3占初品中TiO2質(zhì)量計為2.5%硫酸招溶液，硫酸招溶液濃度以Al2O3計為100g/L，熟化60min。
[0043]7、以下操作同實施例1中的7-8步驟操作。
[0044]實施例5
[0045]1、將金紅石型鈦白粉初品制成300g / L的漿料，加入六偏磷酸鈉溶液，其中P2O5為初品中TiO2質(zhì)量的0.1 %，六偏磷酸鈉溶液的濃度以P2O5計為40g / L，用濃度為20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)漿料PH9.5-10.5，攪拌分散40min。
[0046]2、將分散后的漿料分別升溫到60°C，并使整個包膜過程維持此溫度。
[0047]3、在40min內(nèi)均勻加入以ZrO2計為初品中TiO2質(zhì)量為0.6%的硫酸鋯溶液，硫酸鋯溶液的濃度以ZrO2計為100g / L，攪拌分散20min。
[0048]4、以下操作同實施例1中的4-8步驟操作。
[0049]下面給出本發(fā)明實施例鋯-鋁包膜的檢測結(jié)果
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種新型鋯-鋁包覆鈦白粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一，首先將一定量金紅石型二氧化鈦初級研磨半成品，其粒徑為0.2-0.3 i! m，然后采用六偏磷酸鈉堿性水溶液進(jìn)行分散處理制成漿料；所述六偏磷酸鈉溶液的濃度以P2O5計為40g / L，其中P2O5占初級研磨半成品中TiO2質(zhì)量計的0.06% ; 步驟二，將分散后漿料升溫到50-90°C，并保持該溫度； 步驟三，將步驟二中的漿料，在20-60min內(nèi)均勻加入水溶性硫酸鋯溶液，其中水溶性硫酸鋯溶液的加入量以ZrO2計，為漿料中TiO2量的0.4% -1.0%，用NaOH水溶液調(diào)節(jié)漿料PH5.0-6.5，熟化 10-60min，溫度保持在 50_90°C ； 步驟四，在20-60min內(nèi)加入偏鋁酸鈉水溶液，其中鋁鹽溶液的加入量以Al2O3計，為漿料 TiO2 量的 1.0% -3.0%，熟化 10-60min，溫度保持在 50-90°C ； 步驟五，在30-90min內(nèi)加入硫酸鋁水溶液，其中鋁鹽溶液的加入量以Al2O3計，為漿料中 TiO2 量的 1.5% -4.0%，熟化 10-60min，溫度保持在 50-90°C ； 步驟六，加入NaOH水溶液，調(diào)節(jié)漿料PH7.0-8.0,熟化l_3h，溫度保持在50_90°C ； 步驟七，用40-70°C脫鹽水進(jìn)行過濾洗滌至濾液電阻率小于IOOy s / m，進(jìn)行干燥、粉碎處理，制得二氧化鈦顏料樣品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鋯-鋁包覆鈦白粉的制備方法，其特征在于所述，硫酸鋯溶液濃度以ZrO2計為80-1 IOg / L ;偏鋁酸鈉溶液濃度以Al2O3計為100_160g / L ；硫酸鋁溶液濃度以Al2O3計為80-1 IOg / L0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型鋯-鋁包覆鈦白粉的制備方法，其特征在于所述，TiO2中金紅石晶型含量在98%以上。
【文檔編號】C09C3/04GK103613957SQ201310557368
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】蘇振宇, 魏旭芳, 徐敬麗, 張磊, 張兵兵, 李茂恩 申請人:漯河興茂鈦業(yè)股份有限公司