一種製造超分散金紅石型鈦白粉的有機表面改性方法
2023-05-03 09:14:46 1
專利名稱：一種製造超分散金紅石型鈦白粉的有機表面改性方法
技術領域：
本發明屬於金紅石型鈦白粉的有機表面改性方法，更具體說是對金紅石型鈦白粉進行有機包裹，從而同時提高其在油性體系和水性體系中的分散性的方法。
背景技術：
金紅石型欽白粉作為一種聞檔白色顏料，廣泛應用於油漆、油墨、造紙、乳13父漆等油性體系和水性體系，鈦白粉的遮蓋力是所有白色無機顏料中最高的，當然其價格也是相對最貴的。鈦白粉高遮蓋力性能的體現，必須通過提高其在不同應用體系中的分散性才能完成。應用體系一般分油性體系和水性體系，分散性的測試方法如下:鈦白粉油分散性的測試方法:I)、設備儀器及藥品:PM240-1II平磨儀，刮板細度儀(0_8)，調刀，標準漿料，無水乙醇。2)、鈦白漿料製作方法:
1.稱量二氧化鈦樣品3克(精確到0.01克)，標準漿料3克(精確到0.01克)，標準漿料2克(精確到0.01克)待用；i1.將3克漿料完全轉移到平磨儀上，把3克樣品倒到漿料上，用調刀調勻，將漿料置於平磨儀中心，研磨；ii1.設定平磨儀轉數為25轉，研磨4次，每次用調刀把平磨儀的倆個面上的漿料收集於平磨儀中心；iv.研磨完4次後，把平磨儀一個面上的漿料刮去不要，另一個面上的漿料再加2克標準漿料，調勻，25轉研磨4次，每次用調刀把平磨儀的倆個面上的漿料收集於平磨儀中心。3)、鈦白粉油分散性測試:1.用酒精和棉布擦乾淨刮板細度計；i1.取一大滴磨好的漿料(以能充滿溝槽而略多為宜)置於刮板細度計O刻度處；ii1.以雙手拇指食指及中指持刮刀，使刮刀與刮板細度計表面垂直，以適宜的速度將刮刀由溝槽的深部向淺部拉過；iv.立即(不超過5秒鐘)橫捏細度計並傾斜，使視線與溝槽平面成15-30度角對光觀察溝槽中顆粒(4個以上)均勻顯露處的刻度值，讀數值即所測油分散性數值。一般按
1-7級進行分級，數值越高，表示油分散性越好。鈦白粉水分散性的測試方法:I)、稱量:稱取鈦白粉15g、放入預先裝有285ml去離子水的500ml燒杯中。2)、分散:將燒杯放在磁力攪拌器上攪拌30min。3)、初漿測定:
取振蕩漿料IOml放入已恆重的稱量瓶中，稱取漿料重量W1、然後於140°C烘4小時以上至恆重、冷卻後稱取殘留部分重量計W2。4)、靜止沉降:將剩餘分散漿料裝入250ml量筒中、使液面保持200ml，置於平坦的操作平臺上靜止沉降5小時。5)、分散液取樣:用吸管吸取分散液至250ml燒杯中、吸液從液面開始至距液底30ml部分。6)、分散液烘乾稱重:用移液管吸取IOml放入已恆重的稱量瓶中、稱其重量為W3，將分散液於140°C烘4小時以上至恆重、冷卻後稱量殘留份重量計W4。7)、計算:水分散性%=^^口 100式中=W1-稱取的試樣料漿重量(g) ;W3-分散液試樣重量(g);W2-試樣料漿的固相物重量(g) ;W4-分散液試樣的固相物重量(g)。水分散性的範圍為0-100%，百分比越高，表示水分散性越好。通過選用合適的有機包膜材料對金紅石型鈦白粉進行表面包覆處理，單獨提高其油分散性或者是水分散性是不難的，比如用TMP(三羥甲基丙烷)、TME(三羥甲基乙烷)可以顯著提高油分散性，用檸檬酸、三 乙醇胺可以顯著提高水分散性。但是通過有機包膜處理同時大幅度提高鈦白粉的水分散性和油分散性是很困難的，常規的有機表面改性方法是無法達到的，國內外都未曾見過成功案例的報導。
發明內容
本發明是提出採用一種或幾種有機矽材料，對金紅石型鈦白粉進行有機表面改性處理，得到同時具有高油分散性和高水分散性的超分散金紅石型鈦白粉的方法。我們通過如下的技術方案來實現上述目的:1.將適量的去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的處理槽中，開動攪拌，轉速為1000轉/分至3000轉/分；2.將計量的一種或幾種有機矽材料加入到處理槽中，攪拌1-5分鐘；3.緩慢添加計量的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，進行打漿處理15-20分鐘，轉速為2000轉/分至3000轉/分；4.將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱內進行烘乾後，再進行氣流粉碎，製得所需的高油分散性和高水分散性的超分散金紅石型鈦白粉產品。其中所述的有機娃材料是粘度為l-150cst的燒經二燒氧基娃燒和氨基二燒氧基矽烷的一種或幾種的復配物，其分子式分別為:燒經二燒氧基娃燒CniH2lrtSi(OCnH2lri)3m = l_16n = 1-4氨基三烷氧基矽烷是含有單氨基三烷氧基矽烷和雙氨基三烷氧基矽烷的一種或兩種的復配物，分子式分別為:
單氨基三烷氧基矽烷NH2(CH2)mSi(0CnH2n+1)3m = 1-1On = 1-5雙氨基三烷氧基矽烷NH2(CH2)kNH(CH2)niSi(OCnH2lrt)3 k = 1-1Om = 1-1On = 1-具體實施例方式實施例1:取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例2:取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入0.5克三羥甲基丙烷(TMP)，攪拌至三羥甲基丙烷完全溶解，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例3:
取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入0.5克三羥甲基乙烷(TME)，攪拌至三羥甲基乙烷完全溶解，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例4:取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入5克檸檬酸，攪拌至檸檬酸完全溶解，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例5:取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入5克三乙醇胺，攪拌至三乙醇胺混合均勻，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例6:取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入0.5克烷烴三烷氧基矽烷，攪拌3-5分鐘，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例7:取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入0.25克氨基三烷氧基矽烷，攪拌3-5分鐘，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，再加入0.5克烷烴三烷氧基矽烷，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例8:取200毫升 去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入0.5克氨基三烷氧基矽烷，攪拌3-5分鐘，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，再加入0.5克烷烴三烷氧基矽烷，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例9:取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入0.5克氨基三烷氧基矽烷，攪拌3-5分鐘，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，再加入0.25克烷烴三烷氧基矽烷，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。實施例10:取200毫升去離子水加入到帶有高速攪拌裝置的1000毫升的玻璃燒杯中，開動攪拌，加入0.5克氨基三烷氧基矽烷，攪拌3-5分鐘，再緩慢加入100克的金紅石型鈦白粉(金紅石型鈦白粉為已經經過矽鋁無機包膜的硫酸法金紅石型鈦白粉)，進行打漿處理30分鐘；將金紅石型鈦白粉漿料在105攝氏度的烘箱中烘烤10小時，冷卻後將金紅石型鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的金紅石型鈦白粉樣品。性能檢測按前述的方法，對製得的鈦白粉進行分散性測試，檢測結果如下:
鈦白粉樣品I水分散性(％ ) I油分散性(級)
實例I Γδ
實例 23.5%θΓδ
權利要求
1. 一種製造超分散金紅石型鈦白粉的有機表面改性方法，其特徵是先將適量粘度的有機矽材料加入到適量去離子水中，再加入未經有機包膜處理的金紅石型鈦白粉，進行打漿處理30分鐘；將鈦白粉在105度的烘箱中烘烤至完全乾燥，冷卻後將鈦白粉用小型氣流粉碎機進行粉碎，製得所需的鈦白粉； 以上所述的有機娃材料是粘度為l-150cst的氨基二燒氧基娃燒和燒經二燒氧基娃燒的一種或幾種的復配物，其分子式分別為 烷烴三烷氧基矽烷 CmH2m+1Si (OCnH2n+1) 3m = l-16n = 1-4 氨基三烷氧基矽烷是含有單氨基三烷氧基矽烷和雙氨基三烷氧基矽烷的一種或兩種的復配物，分子式分別為 單氨基三烷氧基矽烷 NH2 (CH2) mSi (OCnH2n+1) 3m = I-IOn = 1-5 雙氨基三烷氧基矽烷NH2 (CH2) kNH (CH2) mSi (OCnH2n+1) 3 k = I-IOm = I-IOn = 1-5有機矽材料復配物的用量為鈦白粉重量的O. 5-5. 0% ； 所述鈦白粉是未經任何有機處理金紅石型鈦白粉。
全文摘要
一種製造超分散金紅石型鈦白粉的有機表面改性方法，其特徵是使用一種或多種有機矽材料，通過溼法(以去離子水為稀釋劑，將有機矽材料與鈦白粉進行混合)和幹法(利用雷蒙磨或氣流粉碎機等粉碎設備作用於鈦白粉粒子)，對金紅石型鈦白粉進行表面改性處理。能夠同時顯著提高鈦白粉的油分散性和水分散性。本發明具有操作簡單、製作方便、反應條件溫和，無環境汙染、成本低的優點。
文檔編號C09C3/12GK103254662SQ201310209630
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月27日 優先權日2013年5月27日
發明者張小兵 申請人:道奇威(成都)科技有限公司