一種白色無機顏料及其製備方法
2023-11-07 16:56:02
專利名稱：一種白色無機顏料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及顏料及其製備方法，特別是以氫氧化鈣為基質的顏料及其製備方法。
目前我國白色顏料種類很多，有的性能優良，如鈦白粉，這類顏料價格昂貴。有的性能普通，如鋅白粉，其價格適中，但鋅白粉受熱會變為黃色，並且易從空氣中吸收二氧化碳生成碳酸鋅、能被碳或一氧化碳還原為金屬鋅；又如鋅鋇白，它不耐光，光照後會變暗。還有的性能普通且有毒性，如鋁白粉，它與含有少量硫化氫的空氣接觸，會逐漸變黑。
本發明的目的在於提供一種價格適中、性能優良且無毒的白色無機顏料以及這種顏料的製備方法，以滿足市場對白色無機顏料日益增長的需要。
本發明所述的一種白色無機顏料，它以氫氧化鈣為基質，在氫氧化鈣粒子表面包覆有二氧化矽和硬脂酸鈉。
本發明所述的一種白色無機顏料製備方法包括以下步驟(1)、取水、硬脂酸和矽酸鈉混合，加熱至硬脂酸融化後攪拌，並繼續加熱至90—110℃；(2)、冷卻，得膠狀組合物，即膠腖；(3)、取膠腖和氧化鈣混合、攪拌，得塑性漿體；(4)、上述塑性漿體作高剪切混合、研磨；(5)、將經研磨的漿體在環境狀態下放置，進行水化、凝聚、沉澱；(6)、烘乾；(7)、粉碎。
上述步驟(1)中取矽酸鈉為含水物，即水玻璃，為模數3.1—3.4的工業品；水為去離子水；水玻璃∶硬脂酸∶水的重量百分比為6—24∶0.96—3.84∶72.16—93.04，優選為10—20∶1.6—3.2∶76.8—88.4。
過程中硬脂酸與矽酸鈉反應生成硬脂酸鈉和正矽酸——放置時，H4SiO4逐漸縮合併吸水生成軟而透明、有彈性的矽酸凝膠。步驟(2)所說的膠腖，包含這種矽酸凝膠和硬脂酸鈉。
上述步驟(3)中取氧化鈣為灰鈣粉，膠凍∶灰鈣粉的重量百分比為55—85∶15—45，優選為60—70∶30—40。
過程中，灰鈣粉吸收膠腖中的水分轉變為氫氧化鈣——
為了節省乾燥能耗，將步驟(5)中沉澱分離的上層水除去。
經上述步驟(6)烘乾、(7)粉碎，得白色粉狀顏料成品。該顏料以氫氧化鈣為基質，在氫氧化鈣粉粒表面包覆有膠態二氧化矽和硬脂酸鈉。
本發明的一種白色無機顏料，由於在氫氧化鈣粒子表面包覆有膠態二氧化矽和硬脂酸鈉，所以與單純的氫氧化鈣相比具有許多獨特的優良性能。主要是(1)、不吸水，具有耐水性。氫氧化鈣易吸水，與過量水混合後會成石灰乳；吸水的氫氧化鈣放置後會結成堅硬的石狀體，即使粉碎，也不能作為顏料使用。本粉不吸水，且具有耐水性。
(2)、白度高，不泛黃。氫氧化鈣原體白度也高，但時間稍長後會泛黃；本粉白度較氫氧化鈣的更高，且長期存放不會泛黃。
(3)、耐候性好。本粉對大氣中的氧、硫化氫、二氧化硫、氨等均呈化學惰性；粉子表面包覆的二氧化矽是一種消光劑，加入本粉製成的塗料塗層、塑料製品等，具有光屏蔽效應，不易產生光致能量累積而引起製品的光降解，尤其是紫外光照時的破壞。
(4)、易分散。無機顏料粉粒間存在很大的內聚力，不易分散。本粉具有包覆層，極易分散，一般不會附聚，且具有穩定的分散狀態，故製成顏料，著色強度高，在油漆中不易結塊。
(5)、遮蓋力和著色力高。由於本粉分散性好，且經其製備過程粉粒細度可達到0.5μ以下，故具有高的遮蓋力和著色力。
(6)、比重小。本粉比重小，為1.95—2.10，低於任何白色無機顏料的比重。故在同等體積的白色無機顏料中，本粉用量相對減少，可降低製品成本。
(7)、無毒性、價格適中。本粉及其製備所用物料均不含毒性。本粉製備所用原料價格較低，製備工藝較簡單，收率高，本粉價格大約只有鈦白粉的五分之一，故具有很強的市場競爭力。
本粉作為白色顏料，可廣泛用於油漆、塗料、塑料、橡膠、製革、建材、電纜等領域。
下面結合流程圖和實施例進一步說明本發明的一種白色無機顏料製備方法的技術方案。
附圖
為一種白色無機顏料製備流程圖。
圖中，1反應，2冷卻，3混合、攪拌，4研磨，5水化、凝聚、沉澱，6烘乾，7粉碎；a去離子水，b硬脂酸，c水玻璃，d灰鈣粉，e成品。
實施例1本發明的一種白色無機顏料的製備，包括以下步驟1、反應①取水88.4kg，將其一半即44.2kg加入反應釜，再加入硬脂酸1.6kg，升溫至70℃，慢速攪拌(80轉/分)；②逐漸加入模數為3.1—3.4的工業級水玻璃10kg，繼續慢速攪拌；③繼續升溫至80℃，加入餘下一半水，慢速攪拌，升溫至110℃後，停止升溫和攪拌。
過程中，硬脂酸與矽酸鈉反應生成硬脂酸鈉和矽酸——2、冷卻將步驟1所得組合物放入冷卻池，自然冷卻，形成膠腖，待用。
其中H4SiO4在放置時逐漸縮合併吸水生成軟而透明、有彈性的矽酸凝膠，該凝膠與硬脂酸鈉一起組成膠狀體，即所說的膠腖。
3、混合、攪拌①取膠腖60kg加入攪拌機；②慢速攪拌(80轉/分)，並逐漸加入灰鈣粉40kg，製得塑性漿體。
過程中灰鈣粉吸取膠腖中的水分轉變為氫氧化鈣——經物理化學吸附，在氫氧化鈣粒子表面包覆上矽酸凝膠和硬脂酸鈉。
4、研磨將步驟3所得塑性漿體送入高剪切混合乳化機，混合、研磨，粒度控制在0.5μ以下。
5、水化、凝聚、沉澱將經研磨的漿體送入沉澱池，在常溫下水化、凝聚、沉澱，時間為24小時。
6、烘乾繼步驟5，脫除沉澱的表層水，將沉澱物送入旋轉式烘乾機，烘乾溫度控制在120℃，產品含水率控制在0.30％以下。
經烘乾，矽酸凝膠脫水成為矽膠，即膠質二氧化矽。
7、粉碎步驟6產品經粉碎得成品。
經測試分析，該產品主要技術指標如下
表1產品主要技術指標
注鈦白粉包覆物(含無機和在機)佔粉體重量的3—5％，本實施例的粉體，包覆物所佔重量為4.95％。
實施例2本發明的一種白色無機顏料的製備，包括以下步驟1、反應①取水93.04kg，將其一半即46.52kg加入反應釜，再加入硬脂酸0.96kg，升溫至70℃，慢速攪拌(80轉/分)；②逐漸加入模數為3.1—3.4的工業級水玻璃6kg，繼續慢速攪拌；③繼續升溫至80℃，加入餘下一半水，慢速攪拌，升溫至110℃後，停止升溫和攪拌。
2、冷卻與實施例1的相同。
3、混合、攪拌①取膠腖55kg加入攪拌機；②慢速攪拌(80轉/分)，並逐漸加入灰鈣粉45kg，製得塑性漿體。
4、研磨；5、水化、凝聚、沉澱；6、烘乾；7、粉碎與實施例1的相同。
經測試分析，該產品主要技術指標如下表2產品主要技術指標
實施例3本發明的一種白色無機顏料的製備，包括以下步驟1、反應①、取水72.16kg，將其一半即36.08kg加入反應釜，再加入硬脂酸3.84kg，升溫至70℃，慢速攪拌(80轉/分)；②逐漸加入模數為3.1—3.4的工業級水玻璃24kg，繼續慢速攪拌；③繼續升溫至80℃，加入餘下一半水，慢速攪拌，升溫至110℃後，停止升溫和攪拌。
2、冷卻與實施例1的相同3、混合、攪拌①取膠腖85kg加入攪拌機；②慢速攪拌(80轉/分)並逐漸加入灰鈣粉15kg，製得塑性漿體。
4、研磨；5、水化、凝聚、沉澱；6、烘乾；7、粉碎與實施例1的相同。
經測試分析，該產品主要技術指標如下
表3 產品主要技術指標
權利要求
1.一種白色無機顏料，它以氫氧化鈣為基質，其特徵是，在氫氧化鈣粒子表面包覆有二氧化矽和硬脂酸鈉。
2.如權利要求1所述的一種白色無機顏料的製備方法，包括以下步驟(1)、取水，硬脂酸和矽酸鈉混合，加熱至硬脂酸融化後攪拌，並繼續加熱至90℃—110℃；(2)、冷卻，得膠狀組合物，即膠腖；③、取膠腖和氧化鈣混合、攪拌，得塑性漿體；(4)、高剪切混合、研磨；(5)、經研磨的漿體在環境狀態下放置，進行水化、凝聚和沉澱；(6)、烘乾；(7)、粉碎。
3.根據權利要求2所述的一種白色無機顏料的製備方法，其特徵是，步驟(1)中取矽酸鈉為含水物，即水玻璃，為模數3.1—3.4的工業品；水為去離子水；水玻璃∶硬脂酸∶水的重量百分比為6—24∶0.96—3.84∶72.16—93.04，優選為10—20∶1.6—3.2∶76.8—88.4。
4.根據權利要求2所述的一種白色無機顏料的製備方法，其特徵是，步驟(3)中氧化鈣為灰鈣粉；膠腖∶灰鈣粉的重量百分比為55—85∶15—45，優選為60—70∶30—40。
全文摘要
在氫氧化鈣粉粒表面包覆有二氧化矽和硬脂酸鈉的粉末狀白色無機顏料，其製備方法包括(1)取水、硬脂酸和矽酸鈉混合，加熱至硬脂酸融化後攪拌，加熱至90℃-110℃；(2)冷卻得膠腖；(3)取膠腖和氧化鈣混合、攪拌；(4)高剪切混合、研磨；(5)經研磨的漿體在環境狀態下放置，進行水化、凝聚和沉澱；(6)烘乾；(7)粉碎。本粉經表面包覆，與單純氫氧化鈣相比，具有耐水、耐候性好，易分散，白度高，遮蓋力和著色力高等特點，且無毒性、價格適中。
文檔編號C09C1/00GK1126227SQ9411997
公開日1996年7月10日 申請日期1994年12月30日 優先權日1994年12月30日
發明者趙金良 申請人:趙金良