一种致密复合膜钛白粉的表面处理方法技术

本发明专利技术提供了一种金红石型致密复合膜钛白粉的表面处理方法。它突破了传统的致密膜包膜处理思路，从提高料浆搅拌强度、降低包膜温度的理论入手，通过对包膜温度、浓度、速度、pH值等工艺控制，实现厂整体工艺的创新，简化了流程，降低了生产成本。本发明专利技术生产出来的金红石钛白粉，膜层光滑、均匀、连续、致密，耐候性达到国际同类产品水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钛白粉的表面处理方法，具体地说是一种金红石型致密复合膜钛白粉的表面处理方法。
技术介绍
钛白粉是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。然而无论是氯化法，还是硫酸法生产的金红石型钛白粉，为充分发挥其优良的光学性能使颜色亮丽多彩，并具有良好的耐候性、抗老化性能和具有良好的化学稳定性，都需要对钛白粉进行无机和有机表面处理。无机表面处理就是在钛白粉颗粒表面包覆一层无机水合氧化物的膜，因此无机处理又称包膜，它起到包覆、屏蔽光催化的作用，改善钛白粉的耐候性和耐粉化性。工业上最常使用的处理剂是硅、铝、锆、钛四种，无机处理剂虽然类型少，但处理工艺千变万化，是钛白粉颜料表面处理过程中最重要、最复杂的一个环节，钛白粉的无机表面处理对钛白粉产品的性能影响很大，是改变钛白粉表面性质的最主要措施，也是钛白粉表面处理的重点。包膜按膜层结构不同分为致密膜和多孔膜，按添加包膜剂的种类，可分为单包膜和复合包膜。致密包膜后的钛白粉耐候性特别好，它将钛白粉的耐久性提高到一个新水平， 常用于高光泽、高耐久性的磁漆和塑料等。这种膜还能保护二氧化钛粒子不受化学品腐蚀。 例如，按常法以硅铝包覆的钛白粉，在96%的硫酸中加热(175°C)、5小时，有95%的二氧化钛被溶解，而经致密包膜后，同样条件下，只有20 40%溶解。现有技术认为，工业生产中能否生成致密膜主要与下列因素有关1、二氧化钛浆料浓度不能过高，以100 300g/l为好；2、二氧化钛浆料PH值应保持在8 11，最好为 9. 5 11 ；3、二氧化钛浆料温度应保持80 100°C ；4、致密膜的反应时间较长，一般长达 5 10小时；5、二氧化钛浆料分散状态要好，搅拌强度不能太平缓，但也不能太大，太激烈， 否则会造成粒子间的强烈碰撞，使刚沉淀到二氧化钛粒子表面的水合氧化物沉积层被破坏；6、致密复合膜用的硅酸钠溶液浓度要低，硅酸钠以氧化钠计为0. 1 0. 3mol/l，大于 lmol/1会增大活性进而增强活性硅的凝聚倾向。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种全新的致密复合膜钛白粉表面处理方法，它突破了传统的致密复合膜工艺思路，创新了工艺，简化了流程，便于实现自动化控制，确保产品质量稳定。本专利技术包括以下具体步骤(1)将金红石型二氧化钛原料，加入分散剂六偏磷酸钠或者硅酸钠等，按常规方法制成浓度100 450g/l的二氧化钛浆料；(2)将上述的二氧化钛浆料加入表面处理器，用蒸汽加热升温至60 70°C，再用稀碱液将浆料PH值调节到9 11，保持强烈搅拌状态；(3)配制 NEi2SiO3和 Al2 (SO4) 3溶液的浓度分别为 0. 1 1. ;3mol/l 禾口 0. 1 0.8mol/ 1 ；(4)设计好二氧化硅和三氧化二铝的包膜量，采用硅铝复合包覆的双注并流滴加过程，将Na2SiO3和Al2 (SO4) 3溶液分别加入表面处理器，加料时间为2 3小时，保持加料速度稳定，同时微调Na2SiO3或Al2 (SO4)3溶液的加量将浆料pH值由9 11，缓慢均勻降到 6 6. 5 ；(5)加料完毕后，陈化1 3小时，再用碱液将浆料pH值调节到7 8，然后进行洗涤、过滤干燥、气流粉碎和有机改性等常规后续工序。其中步骤(1)所述二氧化钛浆料浓度最好为400 450g/l。步骤( 所述的二氧化钛浆料温度最好为60 65°C，所述的强烈搅拌状态表示搅拌强度越大越好。步骤(3)所述的Na2SiO3和Al2 (SO4) 3溶液的浓度最好为1. 0 1. 3mol/l和0. 7 0. 8mol/l。步骤(4)所述的二氧化硅和三氧化二铝的包膜量最好占到二氧化钛总重量的 2. 5 3. 5%和 1. 5 2. 5%。步骤(5)所述的陈化时间最好2小时。本专利技术与现有致密复合膜工业生产方法相比二氧化钛料浆浓度由传统的100 300g/l提高到400 450g/l，包膜剂Na2SiO3和Al2 (SO4) 3溶液的浓度提高到1. 0 1. 3mol/ 1和0. 7 0. 8mol/l，不仅突破了目前致密膜工艺认识上的成见，而且提高了生产效率； 由于复合包膜没有硫酸和液碱消耗，同时包膜周期缩短了一倍，降低了生产成本；另外 Na2SiO3和Al2 (SO4) 3溶液酸碱度都比较弱，包膜过程pH调节控制变得简单容易；包膜温度低于传统致密膜包膜温度约20°C，符合绿色生产的理念，可以节约能耗；整个包膜过程都要保持二氧化钛料浆强烈的搅拌强度，突破了现有理论；包膜工艺简单，便于实现自动化控制，确保了质量连续稳定。采用本专利技术生产出来的金红石钛白粉，经电镜分析，膜层光滑、均勻、连续、致密， 厚度在5 10纳米之间；经耐候性检测，达到国际同类产品水平。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种致密复合膜钛白粉的表面处理方法，包括以下具体步骤：（１）将金红石型二氧化钛原料，加入分散剂六偏磷酸钠或者硅酸钠等，按常规方法制成浓度１００～４５０ｇ／ｌ的二氧化钛浆料；（２）将上述的二氧化钛浆料加入表面处理器，用蒸汽加热升温至６０～７０℃，再用稀碱液将浆料ｐＨ值调节到９～１１，保持强烈搅拌状态；（３）配制Ｎａ２ＳｉＯ３和Ａｌ２（ＳＯ４）３溶液的浓度分别为０．１～１．３ｍｏｌ／ｌ和０．１～０．８ｍｏｌ／ｌ；（４）设计好二氧化硅和三氧化二铝的包膜量，采用硅铝复合包覆的双注并流滴加过程，将Ｎａ２ＳｉＯ３和Ａｌ２（ＳＯ４）３溶液分别加入表面处理器，加料时间为２～３小时，保持加料速度稳定，同时微调Ｎａ２ＳｉＯ３或Ａｌ２（ＳＯ４）３溶液的加量将浆料ｐＨ值由９～１１，缓慢均匀降到６～６．５；（５）加料完毕，再陈化１～３小时后用碱液将浆料ｐＨ值调节到７～８，然后进行洗涤、过滤干燥、气流粉碎和有机改性等常规后续工序。

【技术特征摘要】
1.一种致密复合膜钛白粉的表面处理方法，包括以下具体步骤(1)将金红石型二氧化钛原料，加入分散剂六偏磷酸钠或者硅酸钠等，按常规方法制成浓度100 450g/l的二氧化钛浆料；(2)将上述的二氧化钛浆料加入表面处理器，用蒸汽加热升温至60 70°C，再用稀碱液将浆料PH值调节到9 11，保持强烈搅拌状态；(3)配制NEi2SiO3 和 Al2(SO4)3 溶液的浓度分别为 0. 1 1. 3mol/l 和 0. 1 0. 8mol/l ；(4)设计好二氧化硅和三氧化二铝的包膜量，采用硅铝复合包覆的双注并流滴加过程， 将Na2SiO3和Al2(SO4)3溶液分别加入表面处理器，加料时间为2 3小时，保持加料速度稳定，同时微调Na2SiO3或Al2 (SO4) 3溶液的加量将浆料pH值由9 11，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亭杰，袁菊兴，吴海霞，董泽友，金涌，王钢，李蓓，蒋宏斌，陈林，蒋岳平，韦冰心，
申请(专利权)人：安徽安纳达钛业股份有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：34