一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法

2023-05-03 09:08:46

一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法
【專利摘要】本發明提供一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，主要是採用矽酸鈉以及鋁鹽對其採用順流無酸法進行無機包膜處理，用設定包覆量的部分氯化鋁溶液取代鹽酸，調節生產體系的pH至酸性，同時採用偏鋁酸鈉代替鹼，使之溶液的pH向鹼性調節，通過採用氯化鋁和偏鋁酸鈉替代酸和鹼，不僅降低了酸鹼的使用量，同時能夠充分的利用鋁鹽對金紅石粗品進行快速包膜，減少了生產步驟，加快了生產周期，節約了生產成本，為實現大規模生產包膜鈦白粉提供了可行的方案。該方法有效的減少金紅石型鈦白粉的包膜時間,同時很容易控制包膜過程。
【專利說明】一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法

【技術領域】
[0001]本發明屬於化工領域，涉及一種鈦白粉包膜方法，主要涉及一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法。

【背景技術】
[0002]二氧化鈦(T12)是一種多晶體型化合物，它有三種晶型:金紅石型(rutil)、銳鈦礦型(anatas)和板鈦礦型(brookit),其中金紅石型T12的熱力學穩定性最好,銳鈦礦型和板鈦礦型T12的熱力學穩定性都較差，屬亞穩相結構，在600°C以上的焙燒溫度亞穩相都可轉變為穩定的金紅石型結構。
[0003]鈦白粉作為一種無機精細化工顏料，是應用廣泛的無機白色顏料，具有一般無機化合物的共有性質，具有優異的光散射能力、高消色力和遮蓋力；但也存在一定的缺陷:一是光化學活性不穩定，在日光照射下，其晶格上的氧離子會失去兩個電子變為氧原子，新生態氧原子具有極強的活性，會造成塗膜中的有機物質氧化，使高分子有機物發生斷鏈、降解，最終使塗膜粉化、失光、泛黃、變色，導致耐候性降低；二是存在晶格缺陷，其粒子表面上存在著許多光活化點，在微量雜質存在的情況下，引發自由基鍵反應而破壞塗膜等有機介質；三是二氧化鈦本質上是親水憎油性物質，在有機介質中的分散性差，會使塗料產生浮色、發花、絮凝和沉澱，這就給它在漆料中的應用造成很大困難。因此需要對鈦白粉進行表面處理。
[0004]二氧化鈦表面處理是指通過不同的表面處理劑和工藝，在二氧化鈦粒子表面包膜一層或多層無機物或有機物的包膜層，以克服氧化鈦固有的缺陷或改變其顆粒的表面性質，提高它的耐候性、分散性等應用性能。同時鈦白粉包膜的種類、均勻性和緻密性將直接決定著產品的最終性能。目前金紅石型鈦白粉無機包膜目前比較成熟的工藝主要有矽鋁包膜、鋯鋁包膜以及單鋁包膜。然而傳統包膜方式耗時較長，要求條件比較苛刻，通常需要在一定的溫度下往漿料中加入酸性(或鹼性)包膜劑，再以一定的速度加入鹼(或酸)進行中和，鹼(或酸)的加入時間較長，耗費大量的時間，嚴重加長了金紅石型鈦白粉的生產周期，從而升高了金紅石型鈦白粉的生產成本，降低了市場的競爭力。


【發明內容】

[0005]本發明針對鈦白粉的生產過程不利於控制，同時生產時間周期長的問題，本發明提供一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，該方法有效的減少金紅石型鈦白粉的包膜時間，同時很容易控制包膜過程。
[0006]本發明通過下述技術方案實現，其具體的操作步驟如下所述:
[0007]I)取一定量二氧化鈦濃度為300g/L左右的漿料放入反應器中，攪拌20?30min後，攪拌速度為200?500r/min，後用比重瓶測漿料的濃度，後將漿料升溫至80°C?85°C ；
[0008]2)按設定包覆量將包膜劑矽酸鈉溶液通過電子蠕動泵快速加入反應器中，攪拌20min後，快速加入氯化鋁溶液快速調節漿料的pH值到4.5?6.0左右，保持設定溫度攪拌10?20min,攬祥速度為400?600r/min ；
[0009]3)再將設定溫度調至60°C?65°C，漿料自然冷卻至60°C?65°C，後將剩餘的氯化鋁溶液快速加入反應器並攪拌lOmin，攪拌速度為600?800r/min，快速加入偏鋁酸鈉溶液直至漿料PH值達6.5?8.5時停止，攪拌20min後調整pH值為6.5?8.5左右，陳化Ih放料；
[0010]4)用布氏漏鬥抽濾，並用去離子水洗滌至電導率合格，將濾餅放置於設定溫度為120?160°C的電熱恆溫乾燥箱中持續烘乾10?16h ；
[0011]5)冷卻後的塊狀鈦白粉用高速粉碎機初粉，再用氣流粉碎機細粉，即可製得包膜後的欽白粉成品。
[0012]所述的pH測定採用PHS-29A型數字pH計，進行隨時檢測測定。
[0013]所述電導率的測定採用MP515-01電導率測定儀。
[0014]所述電導率合格是指電導率小於600uS/cm。
[0015]所述矽酸鈉、氯化鋁、偏鋁酸鈉，按佔鈦白粉的重量百分量計算，矽酸鈉I %?3%、氯化鋁2%?5%、偏鋁酸鈉0.5%?2%。
[0016]本發明的優勢在於，採用順流無酸法，用設定包覆量的部分氯化鋁溶液取代鹽酸，調節生產體系的pH至酸性，同時採用偏鋁酸鈉代替鹼，使之溶液的pH向鹼性調節，通過採用氯化鋁和偏鋁酸鈉替代酸和鹼，不僅降低了酸鹼的使用量，同時能夠充分的利用鋁鹽對金紅石粗品進行快速包膜，減少了生產步驟，加快了生產周期，節約了生產成本，為實現大規模生產包膜鈦白粉提供了可行的方案。

【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發明做進一步說明。
[0018]實施例1:
[0019]一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，其具體步驟:
[0020]I)取一定量二氧化鈦濃度為300g/L左右的漿料放入反應器中，攪拌20?30min後，攪拌速度為200r/min，後用比重瓶測漿料的濃度為295g/L，後將漿料升溫至80°C ；
[0021]2)加入鈦白粉重量1%的矽酸鈉溶液通過電子蠕動泵快速加入反應器中，攪拌20min後，快速加入鈦白粉重量3%氯化鋁溶液快速調節漿料的pH值到5.0，保持設定溫度攪拌20min,攪拌速度為400r/min ；
[0022]3)再將設定溫度調至60°C，漿料自然冷卻至此溫度，後將剩餘的氯化鋁溶液快速加入反應器並攪拌lOmin，攪拌速度為800r/min，快速加入鈦白粉重量0.5%偏鋁酸鈉溶液直至漿料PH值達7.0時停止，攪拌20min後調整pH值為7.0，陳化Ih放料；
[0023]4)用布氏漏鬥抽濾，並用去離子水洗滌至電導率測定在600uS/cm以下，將濾餅放置於設定溫度為120°C的電熱恆溫乾燥箱中持續烘乾16h ；
[0024]5)冷卻後的塊狀鈦白粉用高速粉碎機初粉，再用氣流粉碎機細粉，即可製得包膜後的欽白粉成品。
[0025]實施例2:
[0026]一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，其具體步驟:
[0027]I)取一定量二氧化鈦濃度為300g/L左右的漿料放入反應器中，攪拌20min後，攪拌速度為300r/min，後用比重瓶測漿料的濃度為305g/L，後將漿料升溫至85°C ；
[0028]2)加入鈦白粉重量1.5%的矽酸鈉溶液通過電子蠕動泵快速加入反應器中，攪拌20min後，快速加入鈦白粉重量2%氯化鋁溶液快速調節漿料的pH值到5.0，保持設定溫度攪拌20min,攪拌速度為400r/min ；
[0029]3)再將設定溫度調至60°C，漿料自然冷卻至此溫度，後將剩餘的氯化鋁溶液快速加入反應器並攪拌lOmin，攪拌速度為800r/min，快速加入鈦白粉重量1.0%偏鋁酸鈉溶液直至漿料PH值達7.0時停止，攪拌20min後調整pH值為7.0，陳化Ih放料；
[0030]4)用布氏漏鬥抽濾，並用去離子水洗滌至電導率測定在600uS/cm以下，將濾餅放置於設定溫度為140°C的電熱恆溫乾燥箱中持續烘乾16h ；
[0031]5)冷卻後的塊狀鈦白粉用高速粉碎機初粉，再用氣流粉碎機細粉，即可製得包膜後的欽白粉成品。
[0032]實施例3:
[0033]一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，其具體步驟:
[0034]I)取一定量二氧化鈦濃度為300g/L左右的漿料放入反應器中，攪拌30min後，攪拌速度為500r/min，後用比重瓶測漿料的濃度為301g/L，後將漿料升溫至85°C ；
[0035]2)加入鈦白粉重量1%的矽酸鈉溶液通過電子蠕動泵快速加入反應器中，攪拌20min後，快速加入鈦白粉重量3%氯化鋁溶液快速調節漿料的pH值到5.0，保持設定溫度攪拌20min,攪拌速度為400r/min ；
[0036]3)再將設定溫度調至60°C，漿料自然冷卻至此溫度，後將剩餘的氯化鋁溶液快速加入反應器並攪拌lOmin，攪拌速度為800r/min，快速加入鈦白粉重量2%偏鋁酸鈉溶液直至漿料PH值達7.0時停止，攪拌20min後調整pH值為7.0，陳化Ih放料；
[0037]4)用布氏漏鬥抽濾，並用去離子水洗滌至電導率測定在600uS/cm以下，將濾餅放置於設定溫度為160°C的電熱恆溫乾燥箱中持續烘乾12h ；
[0038]5)冷卻後的塊狀鈦白粉用高速粉碎機初粉，再用氣流粉碎機細粉，即可製得包膜後的欽白粉成品。
[0039]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的技術方案作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，其特徵在於，具體的操作步驟如下所述: 1)取一定量二氧化鈦濃度為300g/L左右的漿料放入反應器中，攪拌20?30min後，攪拌速度為200?500r/min，後用比重瓶測漿料的濃度，後將漿料升溫至80°C?85°C ； 2)按設定包覆量將包膜劑矽酸鈉溶液通過電子蠕動泵快速加入反應器中，攪拌20min後，快速加入氯化鋁溶液快速調節漿料的PH值到4.5?6.0左右，保持設定溫度攪拌10?20min,攬祥速度為400?600r/min ； 3)再將設定溫度調至60°C?65°C，漿料自然冷卻至60°C?65°C，後將剩餘的氯化鋁溶液快速加入反應器並攪拌lOmin，攪拌速度為600?800r/min，快速加入偏鋁酸鈉溶液直至漿料PH值達6.5?8.5時停止，攪拌20min後調整pH值為6.5?8.5左右，陳化Ih放料； 4)用布氏漏鬥抽濾，並用去離子水洗滌至電導率合格，將濾餅放置於設定溫度為120?160°C的電熱恆溫乾燥箱中持續烘乾10?16h ； 5)冷卻後的塊狀鈦白粉用高速粉碎機初粉，再用氣流粉碎機細粉，即可製得包膜後的欽白粉成品。
2.根據權利要求1所述的一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，其特徵在於，pH測定採用PHS-29A型數字pH計。
3.根據權利要求1所述的一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，其特徵在於，所述電導率的測定採用MP515-01電導率測定儀。
4.根據權利要求1所述的一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，其特徵在於，所述電導率合格是指電導率小於600uS/cm。
5.根據權利要求1所述的一種金紅石型鈦白粉無機包膜方法，其特徵在於，所述矽酸鈉、氯化鋁、偏鋁酸鈉，按佔鈦白粉的重量百分量計算，矽酸鈉1%?3%、氯化鋁2%?5%、偏鋁酸鈉0.5%?2%。
【文檔編號】C09C1/36GK104387809SQ201410606858
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】曹洪清, 任小弟, 張樹芳, 曹福利, 劉德春 申請人:天津市欣德泰鐵粉有限公司