一種具有高遮蓋力的無機複合白色顏料的製備方法
2023-05-31 08:37:31
專利名稱：：一種具有高遮蓋力的無機複合白色顏料的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種具有高遮蓋力和高白度的無機複合白色顏料的製備方法，屬於材料科學與工程領域或無機化工領域。
背景技術：
：無機顏料具有良好的耐高溫性能、化學穩定性、耐候性等，是重要的功能性顏料之一。無機顏料中的鈦白粉(主要成分為TiO》，特別是金紅石型鈦白粉，遮蓋力和白度高，化學穩定性和耐候性好，廣泛應用於塗料、油墨、塑料、皮革、織物、化妝品等領域，是迄今應用性能最佳、應用最為廣泛的高性能白色無機顏料。隨著相關產業的發展，鈦白粉市場需求量逐年上升。但是，鈦白粉生產工藝較為複雜，無論是採用氯化法還是硫酸法生產，生產過程均產生大量的廢氣和廢水，對環境形成較重的負荷。為了滿足市場對鈦白粉需求量的強勁增長，需要大量投資建設鈦白粉生產廠，一方面導致鈦白粉生產原料的緊張，另一方面對環境造成的負荷也越來越重。因此，研發一種遮蓋力和白度與鈦白粉相近，耐候性好、可以代替鈦白粉且生產過程簡單的白色無機顏料一直是相關科研人員努力的目標。近十年來，科研人員做了很多努力，如用部分高白度的煅燒高嶺土、高檔滑石粉、片狀矽酸鋁替代鈦白粉；但是，這些粉體的白度雖然較高，化學穩地性也較好，但遮蓋力不及鈦白粉。近年來，科研人員也嘗試採用化學方法在煅燒高嶺土、滑石等粉體表面包覆TiO"但是，以四氯化鈦或硫酸氧鈦為包覆原料的化學沉澱包覆方法，生產成本高，用水量大，同時產生大量的廢水，在生產成本和環保方面沒有優勢。因此，目前還沒有一種無機顏料或複合無機顏料在性能上，特別是在遮蓋力指標上能夠達到鈦白粉的指標。本項發明的目的是針對現有鈦白粉替代顏料的不足，提供一種具有高遮蓋力和高白度的無機複合白色顏料的製備方法，這種無機複合白色顏料由鈦白粉和白色矽酸鹽礦物經過物理方法複合而成，不僅其粒度、遮蓋力、白度等性能指標達到或接近鈦白粉，而且生產工藝簡單，生產過程沒有環境汙染。
發明內容以鈦白粉和白色礦粉或複合白色礦粉為原料，以溼法超細攪拌磨或砂磨機為複合設備，通過加入一定量的pH調整劑和分散劑對鈦白粉和白色礦粉進行分段溼式超細研磨和複合，然後將超細研磨複合後的漿料進行乾燥和機械分散解聚，即得到高遮蓋力和高白度的無機複合白色顏料。其工藝步驟如下(1)將鈦白粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，給入溼法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨，將鈦白粉的平均粒度或中位粒徑D5。研磨至0.5i！m左右，負累積粒度D97《2iim;(2)將白色礦粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，待用；(3)在已超細研磨至平均粒度或中位粒徑Ds。0.5Pm左右，負累積粒度097《2ym的鈦白粉漿料中加入一定量上述工藝步驟(2)中配製的白色礦粉漿料進行混合，並添加pH調整劑，將混合漿料的pH調整到一定範圍後在溼法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨複合，將鈦白粉與白色礦粉複合粉體的平均粒度或中位粒徑D5。研磨至0.5ym左右，負累積粒度D97<3iim;(4)將超細研磨複合後的漿料進行濃縮、過濾、乾燥、打散解聚。上述工藝步驟(1)所述的將鈦白粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，給入溼法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨，其特徵是，漿料中鈦白粉的質量濃度為25%55%;分散劑為聚丙烯酸鹽類分散劑，用量為鈦白粉質量的0.2%0.8%;上述工藝步驟(2)中所述的將白色礦粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，其特徵是，漿料中白色礦粉的質量濃度為40%70%;分散劑為聚羧酸鹽類分散劑，用量為鈦白粉質量的O.2%0.8%;上述工藝步驟(3)所述的在已超細研磨至平均粒度或中位粒徑05。0.5iim左右，負累積粒度097《2ym的鈦白粉漿料中加入一定量上述工藝步驟(2)配製的白色礦粉漿料進行混合，並添加PH調整劑，將混合漿料的pH調整到一定範圍後在溼法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨複合，其特徵是白色礦粉與鈦白粉的質量配比為白色礦粉鈦白粉=0.250.75:0.750.25;漿料的pH為3.07.0;pH調整劑為冰醋酸或硫酸、鹽酸。上述工藝步驟(3)中添加pH調整劑調節混合漿料pH的目的是調節漿料中鈦白粉粒子和白色礦粉粒子表面的電性，使二者的表面電性相異。採用本發明方法製備的無機複合白色顏料，其粒度、白度、遮蓋力等性能指標與鈦白粉的粒度、白度和遮蓋力指標相同或相近，可以代替鈦白粉使用；其製備成本較鈦白粉顯著降低；製備工藝簡單，製備過程清潔；對於緩解鈦白粉市場和鈦白粉生產原料供應緊張，減輕環保壓力，促進資源高效綜合利用均有具重要意義。具體實施例方式以下為本發明專利的實施例。實施例1:取金紅石型鈦白粉1000g，加水1800ml，分散劑聚丙烯酸鈉(ACUMER9400)4g，經分散調漿後，給入實驗室砂磨機中進行循環研磨；同時取煅燒高嶺土1000g，加水1000ml，分散劑聚羧酸鈉(ACUMER9460)5g，攪拌分散配置煅燒高嶺土槳料；當鈦白粉研磨至中位粒徑D5。0.5i！m左右、負累積粒度D97《2iim後向鈦白粉漿料中加入配置好的煅燒高嶺土漿料，同時加冰醋酸將鈦白粉和煅燒高嶺土混合漿料的pH調整為5，然後進行超細研磨；將鈦白粉與白色礦粉複合粉體的平均粒度或中位粒徑D5。研磨至0.5i！m左右、負累積粒度D97<3ym後進行過濾、乾燥和打散解聚，即得無機複合白色顏料一。實施例2:取金紅石型鈦白粉1000g，加水1800ml，分散劑聚丙烯酸鈉(ACUMER9400)4g，經分散調漿後，給入實驗室砂磨機中進行循環研磨；同時取天然滑石和方解石複合礦粉1000g，加水800ml，分散劑聚羧酸鈉(ACUMER9460)4g，攪拌分散配置天然滑石和方解石複合礦粉漿料；當鈦白粉研磨至中位粒徑D5。0.5iim左右、負累積粒度D97《2ym後向鈦白粉漿料中加入配置好的天然滑石和方解石複合礦粉漿料，同時加冰醋酸將鈦白粉和天然滑石和方解石複合礦粉混合漿料的PH調整為6.5，然後進行超細研磨；將鈦白粉與天然滑石和方解石複合礦粉複合粉體的平均粒度或中位粒徑D5。研磨至0.5i！m左右、負累積粒度D97<3ym後進行過濾、乾燥和打散解聚，即得無機複合白色顏料二。實施例3:取金紅石型鈦白粉1000g，加水1800ml，分散劑聚丙烯酸鈉(ACUMER9400)4g，經分散調漿後，給入實驗室砂磨機中進行循環研磨；同時取天然皂石礦粉1000g，加水900ml，分散劑聚羧酸鈉(ACUMER9460)5g，攪拌分散配置皂石礦粉漿料；當鈦白粉研磨至中位粒徑D5。0.5i！m左右、負累積粒度D97《2iim後向鈦白粉漿料中加入配置好的皂石礦粉漿料，同時加冰醋酸將鈦白粉和皂石礦粉混合漿料的pH調整為4.5，然後進行超細研磨；將鈦白粉與皂石礦粉複合粉體的平均粒度或中位粒徑05。研磨至0.5ym左右、負累積粒度D97<3ym後進行過濾、乾燥和打散解聚，即得無機複合白色顏料三。表1所示為本實施例製備的無機複合白色顏料的粒度、白度和遮蓋力指標。表1實施例製備的無機複合白色顏料的粒度、白度和遮蓋力tableseeoriginaldocumentpage5權利要求一種具有高遮蓋力的無機複合白色顏料的製備方法，其特徵是，其工藝步驟為(1)將鈦白粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，給入溼法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨，將鈦白粉的平均粒度或中位粒徑D50研磨至0.5μm左右，負累積粒度D97≤2μm；(2)將白色礦粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，待用；(3)在已超細研磨至平均粒度或中位粒徑D500.5μm左右，負累積粒度D97≤2μm的鈦白粉漿料中加入一定量上述工藝步驟(2)中配製的白色礦粉漿料進行混合，並添加pH調整劑，將混合漿料的pH調整到一定範圍後在溼法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨複合，將鈦白粉與白色礦粉複合粉體的平均粒度或中位粒徑D50研磨至0.5μm左右，負累積粒度D97＜3μm；(4)將超細研磨複合後的漿料進行濃縮、過濾、乾燥、打散解聚。2.根據權利要求1所述的將鈦白粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，給入溼法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨，其特徵是，漿料中鈦白粉的質量濃度為25%55%;分散劑為聚丙烯酸鹽類分散劑，用量為鈦白粉質量的0.2%0.8%。3.根據權利要求1所述的將白色礦粉原料加入一定量的水、分散劑調成漿料，其特徵是，漿料中白色礦粉的質量濃度為40%70%;分散劑為聚羧酸鹽類分散劑，用量為鈦白粉質量的0.2%0.8%。4.根據權利要求1所述的在已超細研磨至平均粒度或中位粒徑05。0.5ym左右，負累積粒度D^《2iim的鈦白粉漿料中加入一定量上述工藝步驟(2)配製的白色礦粉漿料進行混合，並添加PH調整劑，將混合漿料的pH調整到一定範圍後在溼法超細攪拌磨或砂磨機中進行超細研磨複合，其特徵是，白色礦粉與鈦白粉的質量配比為白色礦粉鈦白粉=0.250.75:0.750.25;漿料的pH為3.07.0;pH調整劑為冰醋酸或硫酸、鹽酸。全文摘要本發明涉及一種具有高遮蓋力的無機複合白色顏料的製備方法。本方法是以鈦白粉和白色礦粉或複合白色礦粉為原料，以溼法超細攪拌磨或砂磨機為複合設備，通過加入一定量的pH調整劑和分散劑對鈦白粉和白色礦粉進行分段溼式超細研磨和複合，然後將超細研磨複合後的漿料產品進行乾燥和機械分散解聚，製備出粒度、白度、遮蓋力等性能指標與鈦白粉的粒度、白度和遮蓋力指標相同或相近，可以代替鈦白粉使用的無機複合白色顏料。本方法製備工藝簡單，生產成本較低，生產過程清潔。文檔編號C09C1/36GK101775239SQ20091000061公開日2010年7月14日申請日期2009年1月9日優先權日2009年1月9日發明者劉傑,張曉波,鄭水林,黃朋申請人:中國礦業大學(北京)