一种色母粒专用钛白粉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种色母粒专用钛白粉及其制备方法，色母粒专用钛白粉的钛白粉颗粒为金红石型钛白粉颗粒；金红石型钛白粉颗粒的表面包裹有有机包膜物，且未包裹铝包膜物。制备方法中是采用絮凝剂替代无机铝包膜达到絮凝的效果，或者采用喷雾干燥省去无机包膜絮凝步骤。省去了传统钛白粉后处理工艺中的无机表面处理工序，工艺流程短、生产成本低，且产品分散性高、遮盖力强、含水量低。

A special titanium dioxide for color masterbatch and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种色母粒专用钛白粉及其制备方法
本专利技术涉及一种色母粒专用钛白粉及其制备方法，属于硫酸法钛白粉生产

技术介绍
钛白粉(TiO2)的物理化学性质稳定，具有高不透明度、高白度和高亮度，是性能最佳的白色颜料，其广泛应用于涂料、塑料、油墨、造纸等行业。塑料是钛白粉应用的第二大领域，钛白粉作为性能最佳的白色颜料，不仅能为塑料提供高白度、高遮盖力，还能提高塑料制品的耐热、耐候以及加工性能，延长塑料的使用寿命。色母粒是由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂，经良好分散而成的塑料着色剂，高浓度色母粒其钛白粉含量可达60%~80%。色母粒专用钛白粉要求具有良好分散性和遮盖力。同时，色母粒专用钛白粉也要求低含水量，防止色母粒在使用时出现薄膜起泡现象。目前，为了提高色母粒专用钛白粉的分散性，在生产工艺中均需进行无机表面处理工艺，主要是无机铝包膜。如CN101891973A公开了一种色母粒专用钛白粉颜料及其制备方法，其方案中就包含铝包膜步骤，该制备方法时间长，需要6~8小时，制约了生产，且其分散性仍然较低，无法满足色母粒专用钛白对高分散性要求。CN104194409A公开了一种耐高温钛白粉机制制备方法和用途，该专利采用在钛白粉表面先包一层磷酸铝膜再包一层氧化铝膜的包膜工艺，该包膜工艺复杂，条件控制困难。CN102516824A、CN103013184A分别公开了一种色母粒专用钛白粉的制备方法，包铝量均在1%以上。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种分散性好、含水量低的色母粒专用钛白粉，具体是：一种色母粒专用钛白粉，包括钛白粉颗粒，所述钛白粉颗粒为金红石型钛白粉颗粒；所述金红石型钛白粉颗粒的表面包裹有有机包膜物，且未包裹铝包膜物。进一步的，所述有机包膜物为硅烷偶联剂、有机硅氧烷、聚硅油、有机磷酸的一种或多种混合物。本专利技术还提供了上述色母粒专用钛白粉的制备方法，包括以下步骤：（1）将硫酸法金红石型钛白粉粗品先进行干法研磨，使得95%的钛白粉颗粒粒径小于10微米；（2）上述干法研磨后的钛白粉打浆得到TiO2浓度为700g/L~800g/L的料浆，在料浆中加入聚羧酸钠作为分散剂，通过三级砂磨对料浆中的钛白粉粗颗粒进行解聚，砂磨后料浆通过旋流器进一步去除大颗粒，得到砂磨料浆；（3）向步骤（2）所得的砂磨料浆中加入絮凝剂，使料浆中钛白粉颗粒絮凝，絮凝后的料浆经过过滤洗涤后进闪蒸器干燥，得到钛白粉中间品；（4）将步骤（3）得到的钛白粉中间品进行汽流粉碎，同时加入有机包膜剂，得到色母粒专用钛白粉；其中有机包膜剂加入量为TiO2质量的0.3%~0.8%。进一步的，在步骤（3）中，加入的絮凝剂为有机絮凝剂，絮凝剂加量为TiO2质量的0.01~0.1%。进一步的，所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。另一种色母粒专用钛白粉的制备方法，包括以下步骤：（1）将硫酸法金红石型钛白粉粗品先进行干法研磨，使得95%的钛白粉颗粒粒径小于10微米；（2）上述干法研磨后的钛白粉打浆得到TiO2浓度为700g/L~800g/L的料浆，在料浆中加入聚羧酸钠作为分散剂，通过三级砂磨对料浆中的钛白粉粗颗粒进行解聚，砂磨后料浆通过旋流器进一步去除大颗粒，得到砂磨料浆；（3）向步骤（2）所得的砂磨料浆直接进离心式喷雾干燥器干燥，得到钛白粉中间品；（4）将步骤（3）得到的钛白粉中间品进行汽流粉碎，同时加入有机包膜剂，得到色母粒专用钛白粉；其中有机包膜剂加入量为TiO2质量的0.3%~0.8%。进一步的，在步骤（2）中，TiO2粗品经砂磨后粒径D50控制在0.2μm~0.22μm，粒径分布系数PSD控制在0.7~0.9。进一步的，在步骤（4）中，有机包膜剂为硅烷偶联剂、有机硅氧烷、聚硅油、有机磷酸的一种或多种混合物。在钛白粉生产工艺中，一般认为，可以通过无机铝包膜处理提高钛白粉颗粒的分散性。专利技术人通过研究发现，色母粒专用钛白粉进行无机铝包膜的实际产生的作用是使砂磨料浆絮凝沉淀，便于三洗，然后滤饼进行干燥。但是无机铝包膜工艺包膜时间长，使得产量降低和生产成本升高。无机铝包膜时会产生絮凝粗颗粒难以被分散，进而影响产品分散性。并且无机铝会带入结晶水，造成色母粒在使用时会产生起泡现象。本申请的主要创新点是采用絮凝剂替代无机铝包膜达到絮凝的效果，或者采用喷雾干燥省去无机包膜絮凝步骤。其主要优点是：省去了传统钛白粉后处理工艺中的无机表面处理工序，工艺流程短、生产成本低，且产品分散性高、遮盖力强、含水量低，达到了国际优秀色母粒专用钛白粉水平。具体实施方式实施例1a．制备TiO2浆料：将转窑煅烧后的TiO2粗品经雷蒙磨干法分散和三级砂磨分散后制备成浓度（以TiO22计）为700g/L的浆料，浆料pH值控制为9.0，TiO2粒径D50为0.2μm，粒径分布系数PSD控制在0.7，金红石转化率R为98.5%。b．干燥：在搅拌条件下，向步骤a所得的TiO2料浆中加入聚丙烯酰胺絮凝剂溶液，加入量为TiO2质量的0.01%，聚丙烯酰胺配制成质量分数为0.1%的絮凝剂溶液。絮凝后的料浆泵入压滤机过滤，洗涤，滤饼进入闪蒸器干燥，得到TiO2粉末。c．粉碎：将步骤b所得的TiO2粉末与硅烷偶联剂在高速混合机中混合均匀，然后粉体进入汽粉机进行粉碎，得到最终产品，硅烷偶联剂的加量为TiO2质量的0.7%。实施例2a．制备TiO2浆料：将转窑煅烧后的TiO2粗品经雷蒙磨干法分散和三级砂磨分散后制备成浓度（以TiO2计）为720g/L的浆料，浆料pH值控制为9.0，TiO2粒径D50为0.21μm，粒径分布系数PSD控制在0.8，金红石转化率R为98.5%。b．干燥：将步骤a所得的TiO2料浆直接泵入离心式喷雾干燥机进行干燥，得到TiO2粉末。c．粉碎：将步骤b所得的TiO2粉末与聚二甲基硅氧烷在高速混合机中混合均匀，然后粉体进入汽粉机进行粉碎，得到最终产品，聚二甲基硅氧烷的加量为TiO2质量的0.3%。实施例3a．制备TiO2浆料：将转窑煅烧后的TiO2粗品经雷蒙磨干法分散和三级砂磨分散后制备成浓度（以TiO2计）为800g/L的浆料，浆料pH值控制为9.0，TiO2粒径D50为0.22μm，粒径分布系数PSD控制在0.9，金红石转化率R为98.5%。b．干燥：在搅拌条件下，向步骤a所得的TiO2料浆中加入聚丙烯酰胺絮凝剂溶液，加入量为TiO2质量的0.1%，聚丙烯酰胺配制成质量分数为0.1%的絮凝剂溶液。絮凝后的料浆泵入压滤机过滤，洗涤，滤饼进入闪蒸器干燥，得到TiO2粉末。c．粉碎：将步骤b所得的TiO2粉末与有机磷酸在高速混合机中混合均匀，然后粉体进入汽粉机进行粉碎，得到最终产品，有机磷酸的加量为TiO2质量的0.8%。对比例1对比例1为国内某钛白粉厂生产的色母粒专用钛白粉，其工艺流程如下：a．制备TiO2浆料：将T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种色母粒专用钛白粉，包括钛白粉颗粒，其特征在于：所述钛白粉颗粒为金红石型钛白粉颗粒；所述金红石型钛白粉颗粒的表面包裹有有机包膜物，且未包裹铝包膜物。/n

【技术特征摘要】
1.一种色母粒专用钛白粉，包括钛白粉颗粒，其特征在于：所述钛白粉颗粒为金红石型钛白粉颗粒；所述金红石型钛白粉颗粒的表面包裹有有机包膜物，且未包裹铝包膜物。


2.如权利要求1所述的色母粒专用钛白粉，其特征在于：所述有机包膜物为硅烷偶联剂、有机硅氧烷、聚硅油、有机磷酸的一种或多种混合物。


3.一种如权利要求1所述的色母粒专用钛白粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硫酸法金红石型钛白粉粗品先进行干法研磨，使得95%的钛白粉颗粒粒径小于10微米；
（2）上述干法研磨后的钛白粉打浆得到TiO2浓度为700g/L~800g/L的料浆，在料浆中加入聚羧酸钠作为分散剂，通过三级砂磨对料浆中的钛白粉粗颗粒进行解聚，砂磨后料浆通过旋流器进一步去除大颗粒，得到砂磨料浆；
（3）向步骤（2）所得的砂磨料浆中加入絮凝剂，使料浆中钛白粉颗粒絮凝，絮凝后的料浆经过过滤洗涤后进闪蒸器干燥，得到钛白粉中间品；
（4）将步骤（3）得到的钛白粉中间品进行汽流粉碎，同时加入有机包膜剂，得到色母粒专用钛白粉；其中有机包膜剂加入量为TiO2质量的0.3%~0.8%。


4.一种如权利要求1所述的色母粒专用钛白粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硫酸法金红石型钛白粉粗品先进行干法研磨，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，张玉荣，池永明，刘不尽，周晓葵，姚恒平，
申请(专利权)人：四川龙蟒钛业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51