油墨專用鈦白粉顏料及其製備方法
2023-10-20 06:01:02 2
專利名稱：油墨專用鈦白粉顏料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於化工材料技術領域，涉及一種鈦白粉顏料，具體是一種油墨專用鈦白 粉顏料及其製備方法。
背景技術：
鈦白粉是一種是性能非常優異的白色顏料，其廣泛應用於塗料、塑膠、塑料、造紙、 印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品、陶瓷等行業。對於不同的應用行業來說，鈦白粉一般都需要 經過無機化合物的處理，以提高其諸如耐候性、白度、消色力和遮蓋力等應用性能。用於油墨或類似體系的鈦白粉顏料除應具有優異的顏料性能之外，理想的性能是 具有高的油性體系光澤度和良好的油性體系分散性。為了提高應用在油性體系中的光澤度 和分散性，通常的做法是對鈦白粉顏料顆粒用一種或多種水合氧化物進行包膜處理，特別 是使用鋁的氧化物以提高其油性體系應用光澤度和分散性。現有技術中，使用各種水合氧 化物對鈦白粉顏料進行處理的方法有很多，但總的來說，這些方法為了生產高光澤的鈦白 粉，往往需要較長的處理時間、較高的溫度和較複雜的設備。
發明內容
本本發明的目的在於克服現有技術中存在的不足，提供一種在油墨或類似體系的 應用中具有高的光澤度和良好的分散性的鈦白粉顏料及其製備方法。按照本發明提供的技術方案一種油墨專用鈦白粉顏料，在鈦白粉顆粒的表面包 覆有包膜材料，其特徵在於所述包膜材料為鋁氧化物，按重量百分數計，所述鋁氧化物的 含量為鈦白粉顆粒的1.0 4.0%。一種油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於包括如下步驟(1)將鈦白粉顆粒加入到去離子水中，通過攪拌配製成鈦白粉水懸浮液，鈦白粉水 懸浮液的濃度為500 700g/L ；(2)向上述配製好的鈦白粉水懸浮液中加入分散劑分散25 35分鐘，按重量百分 數計，所述分散劑用量為鈦白粉顆粒的0. 05% ；然後採用PH調節劑將鈦白粉水懸浮 液的PH值調節至8 11，再對鈦白粉水懸浮液進行研磨處理，研磨方式可以採用球磨或砂 磨，優選採用砂磨；(3)採用去離子水將經過研磨處理的鈦白粉水懸浮液稀釋到250g/L 350g/L，然 後加熱至50°C 80°C的溫度範圍並維持；(4)先向加熱後的鈦白粉水懸浮液中加入一定量的鹼性鋁化合物水溶液並充分分 散，在攪拌狀態下熟化0. 5 1小時，以利於氧化物的充分沉積；然後在0. 5 1. 5小時內， 向上述的鈦白粉水懸浮液再加入一定量的酸性鋁化合物水溶液並充分分散，然後在攪拌狀 態下熟化1 2小時，以利於氧化物的充分沉積；所述鹼性和酸性鋁化合物水溶液中的鋁元 素加入總量的計算原則為按重量百分數計，加入的全部鋁元素生成氧化鋁的重量為鈦白 粉水懸浮液中的鈦白粉顆粒的1 4% ；其中，鹼性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入量與酸性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入量之比為11 13;(5)維持步驟(3)中的溫度範圍，使用PH調節劑將加入鋁元素的鈦白粉水懸浮液 的PH值調節至6. 5 7. 5之間，在攪拌狀態下熟化0. 5 1小時，以利於氧化物的充分沉 積，使鈦白粉顆粒表面形成一層氧化鋁包覆層；(6)最後採用已知方法對鈦白粉顏料水懸浮液進行過濾、洗滌、乾燥、超微粉碎以 及有機處理，以增強所述鈦白粉顏料在應用體系中的分散性，獲得最終的鈦白粉顏料顆粒； 上述的有機處理可以採用溼法進行，也可以在超微粉碎時加入有機處理劑處理，有機處理 劑可採用常規的三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷以及各種矽氧烷。作為本發明的進一步改進，在鈦白粉顏料生產方法的步驟(1)中，鈦白粉水懸浮 液的濃度為550 650g/L。作為本發明的進一步改進，在鈦白粉顏料生產方法的步驟(2)中，加入的分散 劑為磷酸鹽，優選地，所述磷酸鹽優選採用六偏磷酸鈉；分散劑的用量為鈦白粉顆粒的 0. 0.5%，鈦白粉水懸浮液的PH值調節至9. 5 10.5。作為本發明的進一步改進，在鈦白粉顏料生產方法的步驟(3)中，經過研磨處理 的鈦白粉水懸浮液稀釋到320g/L 330g/L，稀釋後的鈦白粉水懸浮液加熱至為75°C。作為本發明的進一步改進，在鈦白粉顏料生產方法的步驟(4)中，所述鹼性和酸 性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入總量的計算原則為按重量百分數計，加入的全部鋁元 素生成氧化鋁的重量為鈦白粉水懸浮液中的鈦白粉顆粒的1. 5 3%。作為本發明的進一步改進，在鈦白粉顏料生產方法的步驟(4)中，鹼性鋁化合物 水溶液中的鋁元素加入量與酸性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入量之比為2 3。作為本發明的進一步改進，在鈦白粉顏料生產方法的步驟(4)中，所述鹼性鋁化 合物為偏氯酸鈉，所述酸性鋁化合物為硫酸鋁。作為本發明的進一步改進，在鈦白粉顏料生產方法的步驟(2)和(5)中，使用的pH 調節劑為氫氧化鈉水溶液或稀硫酸水溶液。本發明與現有技術相比，優點在於製得的鈦白粉顏料在油墨或類似體系的應用 中具有高的光澤度和良好的分散性。製備方法可以用來處理以任何形式製得的鈦白粉顏 料，例如由硫酸法工藝製得的銳鈦型二氧化鈦顏料，由硫酸法工藝或氯化法工藝製得的金 紅石型二氧化鈦顏料。製備方法的各個步驟可以間歇進行也可以連續進行。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。實施例1 (1)稱取鈦白粉顆粒300g，將鈦白粉顆粒加入到去離子水中，打漿配製成濃度為 600g/L鈦白粉水懸浮液；(2)向上述配製好的鈦白粉水懸浮液中加入分散劑六偏磷酸鈉分散30分鐘，按重 量百分數計，六偏磷酸鈉的用量為鈦白粉顆粒的0. 3% ；然後採用氫氧化鈉水溶液將鈦白粉 水懸浮液的PH值調節至9. 8，再用砂磨機對鈦白粉水懸浮液研磨處理30分鐘，除去砂子；(3)採用去離子水將經過研磨處理的鈦白粉水懸浮液稀釋到300g/L，然後加熱至 75°C的溫度範圍並維持；
(4)先向加熱後的鈦白粉水懸浮液中加入偏鋁酸鈉水溶液並充分分散，在攪拌狀 態下熟化0. 5小時，以利於氧化物的充分沉積；然後向上述的鈦白粉水懸浮液再加入硫酸 鋁水溶液並充分分散，然後在攪拌狀態下熟化1小時，以利於氧化物的充分沉積；所述偏鋁 酸鈉加入量為3. 86g，即偏鋁酸鈉中的全部鋁元素生成氧化鋁的重量為2. 4g ；所述硫酸鋁 加入量為4g，即硫酸鋁中的全部鋁元素生成氧化鋁的重量為1. 2g ；(5)維持步驟(3)中的溫度範圍，使用稀硫酸水溶液將加入鋁元素的鈦白粉水懸 浮液的PH值調節至7. 0之間，在攪拌狀態下熟化0. 5小時，以利於氧化物的充分沉積，使鈦 白粉顆粒表面形成一層氧化鋁包覆層；(6)最後採用已知方法對鈦白粉顏料水懸浮液進行過濾、洗滌、乾燥、超微粉碎，獲 得最終的鈦白粉顏料顆粒。實施例2 (1)稱取鈦白粉顆粒300g，將鈦白粉顆粒加入到去離子水中，打漿配製成濃度為 600g/L鈦白粉水懸浮液；(2)向上述配製好的鈦白粉水懸浮液中加入分散劑六偏磷酸鈉分散30分鐘，按重 量百分數計，六偏磷酸鈉的用量為鈦白粉顆粒的0. 3% ；然後採用氫氧化鈉水溶液將鈦白粉 水懸浮液的PH值調節至9. 8，再用砂磨機對鈦白粉水懸浮液研磨處理30分鐘，除去砂子；(3)採用去離子水將經過研磨處理的鈦白粉水懸浮液稀釋到300g/L，然後加熱至 75°C的溫度範圍並維持；(4)先向加熱後的鈦白粉水懸浮液中加入偏鋁酸鈉水溶液並充分分散，在攪拌狀 態下熟化0. 5小時，以利於氧化物的充分沉積；然後向上述的鈦白粉水懸浮液再加入硫酸 鋁水溶液並充分分散，然後在攪拌狀態下熟化1小時，以利於氧化物的充分沉積；所述偏鋁 酸鈉加入量為8. 7g，即偏鋁酸鈉中的全部鋁元素生成氧化鋁的重量為5. 4g ；所述硫酸鋁加 入量為12g，即硫酸鋁中的全部鋁元素生成氧化鋁的重量為3. 6g ；(5)維持步驟(3)中的溫度範圍，使用稀硫酸水溶液將加入鋁元素的鈦白粉水懸 浮液的PH值調節至7. 0之間，在攪拌狀態下熟化0. 5小時，以利於氧化物的充分沉積，使鈦
白粉顆粒表面形成一層氧化鋁包覆層；(6)最後採用已知方法對鈦白粉顏料水懸浮液進行過濾、洗滌、乾燥、超微粉碎以 及有機處理，以增強所述鈦白粉顏料在應用體系中的分散性，獲得最終的鈦白粉顏料顆粒； 上述的有機處理是在超微粉碎時加入三羥甲基丙烷處理，按重量百分數計，所述三羥甲基 丙烷的加入量為鈦白粉顆粒的0. 3 0. 3%。實施例3 實施例3中的步驟(1)至步驟(5)與實施例1完全相同，僅在步驟(6)中對鈦白 粉顏料水懸浮液進行過濾、洗滌、乾燥、超微粉碎以及有機處理，獲得最終的鈦白粉顏料顆 粒；上述的有機處理是在超微粉碎時加入三羥甲基丙烷處理，按重量百分數計，所述三羥甲 基丙烷的加入量為鈦白粉顆粒的0. 3 0. 3%。將實施例1 3製備的鈦白粉顏料與市售的顏料進行對比，其中，對比顏料1為採 用矽鋁雙重包膜的顏料，對比顏料2為採用鋯鋁雙重包膜的顏料，對比顏料3為未經包膜的 顏料。對比結果如下
由對比結果可見本發明製備的鈦白粉顏料具有優良的油性體系分散性和極高的 油性體系光澤度。上述實施例僅是為了更好地理解本發明，本發明並不僅限於上述實施例中的內 容，本領域技術人員在本發明公開範圍內做出的簡單修改，仍然被包括在權利要求書限定 保護範圍內。
權利要求
一種油墨專用鈦白粉顏料，在鈦白粉顆粒的表面包覆有包膜材料，其特徵在於所述包膜材料為鋁氧化物，按重量百分數計，所述鋁氧化物的含量為鈦白粉顆粒的1.0～4.0％。
2.一種油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於包括如下步驟(1)將鈦白粉顆粒加入到去離子水中，通過攪拌配製成鈦白粉水懸浮液，鈦白粉水懸浮 液的濃度為500 700g/L ；(2)向上述配製好的鈦白粉水懸浮液中加入分散劑分散25 35分鐘，按重量百分數 計，所述分散劑用量為鈦白粉顆粒的0. 05% ；然後採用PH調節劑將鈦白粉水懸浮液 的PH值調節至8 11，再對鈦白粉水懸浮液進行研磨處理；(3)採用去離子水將經過研磨處理的鈦白粉水懸浮液稀釋到250g/L 350g/L，然後加 熱至50°C 80°C的溫度範圍並維持；(4)先向加熱後的鈦白粉水懸浮液中加入一定量的鹼性鋁化合物水溶液並充分分散， 在攪拌狀態下熟化0. 5 1小時；然後在0. 5 1. 5小時內，向上述的鈦白粉水懸浮液再 加入一定量的酸性鋁化合物水溶液並充分分散，然後在攪拌狀態下熟化1 2小時；所述 鹼性和酸性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入總量的計算原則為按重量百分數計，加入的 全部鋁元素生成氧化鋁的重量為鈦白粉水懸浮液中的鈦白粉顆粒的1 4% ；其中，鹼性鋁 化合物水溶液中的鋁元素加入量與酸性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入量之比為11 1:3;(5)維持步驟(3)中的溫度範圍，使用PH調節劑將加入鋁元素的鈦白粉水懸浮液的pH 值調節至6. 5 7. 5之間，在攪拌狀態下熟化0. 5 1小時，使鈦白粉顆粒表面形成一層氧 化鋁包覆層；(6)最後對鈦白粉顏料水懸浮液進行過濾、洗滌、乾燥、超微粉碎以及有機處理，獲得最 終的鈦白粉顏料顆粒。
3.如權利要求2所述的油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於在步驟(1)中， 鈦白粉水懸浮液的濃度為550 650g/L。
4.如權利要求2所述的油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於在步驟(2)中， 加入的分散劑為磷酸鹽；分散劑的用量為鈦白粉顆粒的0. 0. 5%，鈦白粉水懸浮液的 PH值調節至9. 5 10. 5。
5.如權利要求2所述的油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於在步驟(3)中， 經過研磨處理的鈦白粉水懸浮液稀釋到320g/L 330g/L，稀釋後的鈦白粉水懸浮液加熱 至為750C ο
6.如權利要求2所述的油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於在步驟(4)中， 所述鹼性和酸性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入總量的計算原則為按重量百分數計，加 入的全部鋁元素生成氧化鋁的重量為鈦白粉水懸浮液中的鈦白粉顆粒的1. 5 3%。
7.如權利要求2所述的油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於在步驟(4)中， 鹼性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入量與酸性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入量之比為
8.如權利要求2所述的油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於在步驟(4)中， 所述鹼性鋁化合物為偏氯酸鈉，所述酸性鋁化合物為硫酸鋁。
9.如權利要求2所述的油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於在步驟(2)和 (5)中，使用的pH調節劑為氫氧化鈉水溶液或稀硫酸水溶液。
10.如權利要求4所述的油墨專用鈦白粉顏料的生產方法，其特徵在於所述磷酸鹽優 選採用六偏磷酸鈉。
全文摘要
本發明涉及一種油墨專用鈦白粉顏料及其製備方法。所述油墨專用鈦白粉顏料是在鈦白粉顆粒的表面包覆有包膜材料，其特徵在於所述包膜材料為鋁氧化物，按重量百分數計，所述鋁氧化物的含量為鈦白粉顆粒的1.0～4.0％。所述油墨專用鈦白粉顏料的生產方法包括如下步驟(1)打漿配製成鈦白粉水懸浮液；(2)加入分散劑分散；調節pH值，研磨；(3)液稀釋並加熱；(4)加入鋁化合物；(5)調節pH值，熟化，使鈦白粉顆粒表面形成氧化鋁包覆層；(6)過濾、洗滌、乾燥、超微粉碎。本發明製得的鈦白粉顏料在油墨或類似體系的應用中具有高的光澤度和良好的分散性。製備方法可以用來處理以任何形式製得的鈦白粉顏料。
文檔編號C09D11/00GK101880492SQ20101023116
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者吳銀根, 孫和慶, 張進, 李建鋒, 費寧海 申請人:無錫豪普鈦業有限公司