一種新型改性二氧化鈦白色防鏽顏料及其製備方法
2023-06-24 16:39:26 2
一種新型改性二氧化鈦白色防鏽顏料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型二氧化鈦白色防鏽顏料及其製備方法，先將未經表面處理的二氧化鈦粗品，加入去離子水製成漿料，在漿料中加入乙烯基烷氧基磷酸酯、有機矽偶聯劑和醇胺類分散劑，高速分散使其充分混合均勻，將混合好的物料烘乾後，在200～400℃下進行無氧煅燒3～3.5小時，冷卻粉碎即得產品。乙烯基烷氧基磷酸酯、有機矽偶聯劑包覆在二氧化鈦粒子的表面，在塗覆於金屬表面時，能形成一層磷化層和緻密的有機矽交聯結構，從而有效的改善顏料的防腐蝕性能，降低顏料的使用量，大大的降低了成本。同時粒子表面有丙烯酸酯基團和偶聯劑的存在，有效的改善顏料在有機介質中的分散穩定性。
【專利說明】一種新型改性二氧化鈦白色防鏽顏料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種白色顏料及其製備方法，具體涉及一種新型改性二氧化鈦白色防 鏽顏料及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 二氧化鈦是一種性能優異的白色顏料，廣泛應用與塗料、油墨、塑料、造紙等領域。 但是未經包覆改性的二氧化鈦粒子其自身的光化學活性高，極易造成在應用體系中的有機 介質發生化學鍵能斷裂和化學降解，造成整體性能的下降，應用受限。在塗料油墨上的主要 表現是粉化、失光、黃變等。同時，二氧化鈦表面是極易親水的，所以對其表面的改性是改善 其在有機介質中穩定分散的最有效的途徑。同時在改善親水性的同時，引進一些防腐性能 優異的基團能有效的改善粒子的綜合性能。在此基礎上，對二氧化鈦的表面改性就顯得尤 為重要。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種有效提高耐腐蝕和分散穩定性能 的新型改性二氧化鈦白色防鏽顏料。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明改性二氧化鈦白色顏料包括由未經表面處理的二氧 化鈦粗品與去離子水製成的重量濃度為60?80%的漿料，以與未經表面處理的二氧化鈦 粗品的重量比計，該漿料中還加入下列原料：
[0005] 乙烯基烷氧基磷酸酯：0. 1?4%，
[0006] 有機矽偶聯劑：0· 1?4%
[0007] 醇胺類分散劑：〇· 1?〇· 5%。
[0008] 所述的醇胺類分散劑為異丙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、、N，N-二甲基乙醇胺的一 種或幾種組合。
[0009] 所述的有機矽偶聯劑為Y -氨丙基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、氨丙基 三乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基 矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）矽烷、 Ν-β -氨乙基-γ -氨丙基甲基二甲氧基矽烷、等中的一種或幾種組合。
[0010] 乙烯基烷氧基磷酸酯由法國羅地亞公司生產的型號為ΡΑΜ-100的乙烯基烷氧基 磷酸酯。
[0011] 上述技術方案利用乙稀基燒氧基憐酸醋（含憐酸基團的有機物質）和有機娃偶聯 劑對二氧化鈦粒子進行包覆，使其在應用時能附著於基材表面形成一層磷化膜，並且使塗 層形成緻密的有機矽網狀結構，從而能有效的提高了顏料的耐腐蝕性能，同時二氧化鈦表 面有一層含丙酸酯基團的包覆膜，有效的提高了顏料在有機介質中的分散穩定性能。
[0012] 本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種新型的改性二氧化鈦白色防鏽顏 料的製備方法，為解決上述技術問題，本發明新型的改性二氧化鈦白色防鏽顏料的製備方 法是：先將未經表面處理的二氧化鈦粗品，加入去離子水製成重量濃度為60?80%的漿 料，以與未經表面處理的二氧化鈦粗品的重量比計，在漿料中加入〇. 1?4%的乙烯基烷氧 基磷酸酯、〇. 1?4%的有機矽偶聯劑和0. 1?0. 5%的醇胺類分散劑，高速分散使其充分混 合均勻，將混合好的物料烘乾後，在200?400°C下進行無氧煅燒3?3. 5小時，冷卻粉碎即 得產品。
[0013] 所述的有機矽偶聯劑為氨丙基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、氨丙基三 乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基 矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）矽烷、 N-β -氨乙基-Υ -氨丙基甲基二甲氧基矽烷、等中的一種或幾種組合。
[0014] 所述的醇胺類分散劑為二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、Ν，Ν-二甲基乙醇胺的一種 或幾種組合。
[0015] 本發明採用的未經表面處理的二氧化鈦粗品是通過硫酸法製得的未經表面處理 的二氧化鈦。硫酸法是將鈦鐵粉與濃硫酸進行酸解反應生產硫酸亞鈦，經水解生成偏鈦酸， 再經煅燒、粉碎即得到二氧化鈦產品。此法可生產銳鈦型和金紅石型二氧化鈦。
[0016] 乙烯基烷氧基磷酸酯由法國羅地亞公司生產的型號為ΡΑΜ-100的乙烯基烷氧基 磷酸酯。
[0017] 本發明通過對二氧化鈦的表面處理，能有效的遮蔽其表面的光化學活性點，能有 效的提高二氧化鈦應用體系的化學穩定性。利用乙烯基烷氧基磷酸酯對其表面進行包覆， 一方面通過磷酸酯基團在金屬表面的磷化絡合作用提高防腐性能，同時，使二氧化鈦表面 含有丙烯酸酯基團，能有效的改善其在有機介質中的分散穩定性能。有機矽偶聯劑能有效 的改善塗層的緻密性，有效的起到阻水的作用，從而改善防鏽性能，進一步提高整個產品的 防腐性能，達到一個最佳的應用效果。
[0018] 本發明的優點在於能有效的改善二氧化鈦的表面狀態，實現理想的包覆效果。在 提高穩定分散性的同時，還具有很好的防腐性能。因此，降低了顏料的使用量，大大的降低 了成本。
【具體實施方式】
[0019] 實例一：
[0020] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品60千克，加入去離子水40千克製成濃度為 60 %的漿料，加入0. 48千克的PAM-100U公斤甲基三甲氧基矽烷和0. 30千克的三乙醇 胺，利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉料進行烘乾後，在 300°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白色顏料61千克。
[0021] 實例二：
[0022] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品70千克，加入去離子水30千克製成濃度為 70%的漿料，加入1千克的PAM-100、0. 5公斤γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷和 〇. 20千克的三乙醇胺，利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉 料進行烘乾後，在320°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白 色顏料71千克。
[0023] 實例三：
[0024] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品80千克，加入去離子水20千克製成濃度為 80%的漿料，加入0. 8千克的PAM-100、0. 5公斤γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷和 〇. 30千克的三乙醇胺，利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉 料進行烘乾後，在320°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白 色顏料81千克。
[0025] 實例四：
[0026] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品70千克，加入去離子水30千克製成濃度為 70%的漿料，加入1千克的PAM-100U公斤乙烯基三甲氧基矽烷和0. 30千克的三乙醇胺， 利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉料進行烘乾後，在 320°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白色顏料72千克。
[0027] 實例五：
[0028] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品70千克，加入去離子水30千克製成濃度為 70 %的漿料，加入2千克的PAM-100、0. 5公斤乙烯基三甲氧基矽烷和0. 30千克的異丙醇 胺，利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉料進行烘乾後，在 350°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白色顏料72千克。
[0029] 實例六：
[0030] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品60千克，加入去離子水40千克製成濃度為 60 %的漿料，加入2千克的PAM-100、0. 5公斤乙烯基三甲氧基矽烷和0. 30千克的二乙醇 胺，利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉料進行烘乾後，在 350°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白色顏料62千克。
[0031] 實例七：
[0032] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品60千克，加入去離子水40千克製成濃度為 60%的漿料，加入1千克的PAM-100、2公斤乙烯基三甲氧基矽烷和0. 30千克的二乙醇胺， 利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉料進行烘乾後，在 350°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白色顏料62千克。
[0033] 實例八：
[0034] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品70千克，加入去離子水30千克製成濃度為 70%的漿料，加入2千克的PAM-100、2公斤乙烯基三甲氧基矽烷和0. 30千克的二乙醇胺， 利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉料進行烘乾後，在 350°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白色顏料74千克。
[0035] 實例九：
[0036] 採用未經表面處理的二氧化鈦粗品60千克，加入去離子水40千克製成濃度為 60%的漿料，加入1. 2千克的PAM-100、2公斤乙烯基三甲氧基矽烷和0. 30千克的異丙醇 胺，利用分散機在1500轉下高速分散使其充分混合均勻。將混合好的粉料進行烘乾後，在 350°C下進行無氧煅燒3小時，然後冷卻粉碎即得高效防腐且易分散的白色顏料63千克。 [0037] 分散性檢測：
[0038] 分別取4克未處理樣品和實例一至十得到的樣品與6克醇酸樹脂在平磨儀上研磨 分散300轉後，用刮板細度計檢測樣品的細度，依據細度的大小來判斷產品的分散性，如表 〇
[0039] 表一：產品分散性數據
[0040]
【權利要求】
1. 一種新型改性二氧化鈦白色防鏽顏料，其特徵在於：包括由未經表面處理的的二氧 化鈦粗品與去離子水製成的重量濃度為60?80%的漿料，以與未經表面處理的二氧化鈦 粗品的重量比計，該漿料中還加入下列原料： 乙稀基燒氧基憐酸醋：〇. 1?4%， 有機矽偶聯劑：〇. 1?4% 醇胺類分散劑：〇. 1?0.5%。
2. 根據權利要求1所述的一種新型改性二氧化鈦白色防鏽顏料，其特徵在於：所述的 有機娃偶聯劑為Y _氨丙基二甲氧基娃燒、甲基二甲氧基娃燒、氨丙基二乙氧基娃燒、3-縮 水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基 娃燒、乙稀基二甲氧基娃燒、乙稀基二（β _甲氧基乙氧基）娃燒、氣乙基氣丙 基甲基二甲氧基矽烷中的一種或幾種組合。
3. -種如權利要求1或2所述的一種新型改性二氧化鈦白色防鏽顏料的製備方法，其 特徵在於：先將未經表面處理的二氧化鈦粗品，加入去離子水製成重量濃度為60?80%的 漿料，以與未經表面處理的二氧化鈦粗品的重量比計，在漿料中加入〇. 1?4%的乙烯基烷 氧基磷酸酯、〇. 1?4%有機矽偶聯劑和0. 1?0. 5%的醇胺類分散劑，高速分散使其充分混 合均勻，將混合好的物料烘乾後，在200?400°C下進行無氧煅燒3?3. 5小時，冷卻粉碎即 得產品。
4. 根據權利要求3所述的一種新型改性二氧化鈦白色防鏽顏料的製備方法，其特徵在 於：所述的醇胺類分散劑為二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺的一種或幾 種組合。
【文檔編號】C09C3/08GK104194407SQ201410247278
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】李峰, 李煥 申請人:安徽奧邦新材料有限公司