專利名稱：高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種顏料的生產方法，特別是涉及一種高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法。
背景技術：
二氧化鈦因具有折射率高、消色力強、光澤度和白度好等優點而成為最好的白色顏料，廣泛用于涂料、塑料、造紙、油墨和化纖等領域。由于二氧化鈦特別是金紅石型二氧化鈦的光催化活性，在使用過程中會催化降解與之接觸的有機成分，使涂料產生失光及粉化脫落等現象，嚴重降低產品的各種性能和使用壽命。因此，采用包膜技術對TiO2粒子進行表面處理，即在TiO2粒子表面包覆一層光化學惰性好的物質作屏障，從而降低TiO2的光化學活性，有利于提高TiO2粒子的耐候性、分散性、光澤和遮蓋力等性能。
現有的對TiO2粒子進行表面處理以提高TiO2顏料性能的方法，通常采用無機包膜和有機包膜。能用于無機包膜的化學物質較多，最常用的是硅、鋁、鋯、磷，該包膜工藝是在TiO2粒子上先包覆一層致密SiO2、ZrO2或CeO2以提高其耐候性和光澤，再包覆一層氧化鋁以提高其分散性和遮蓋力等性能。PCT申請WO01/79357A2公開了一種提高TiO2顏料耐候性和光澤的方法，在75℃、PH值為8～10的條件下沉積二氧化硅，然后在PH值為6.0～6.5包鋁。美國專利5730796公開了一種提高TiO2顏料耐候性的生產方法，在TiO2顆粒上包覆0.02～0.5％的CeO2和1～6％的致密SiO2和Al2O3，包硅是在溫度為70℃、58～120min內、PH值恒定在9.4時采取并流加入包膜劑和酸化劑的方式，包鋁是在50℃下加入鋁酸鈉溶液使漿料PH升至10.0時，加入硫酸使漿料PH保持在10.0～10.5之間，攪拌熟化75min，再用硫酸調PH值至7.5。包膜鈦白SiO2包膜量一般都低于3.0％，Al2O3包膜量也低于3.5％，限制了鈦白在高耐候性領域的應用。
發明內容
本發明針對現有方法的不足，提供了一種高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，該方法所生產的產品的耐久型致密二氧化硅的包膜量不低于3.5％、分散性好的氧化鋁的包膜量不低于3.5％。
本發明解決技術問題所采用的技術方案是高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，包括以下步驟1)用蒸餾水或去離子水將二氧化鈦初品配制成漿料；2)用堿溶液調漿料PH值為堿性；3)加入分散劑，在砂磨機內砂磨后過濾；4)將過濾后的漿料加入到包膜罐中，加熱到60℃～85℃；5)加入硅酸鈉溶液；6)并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液，使漿料PH值為10.0～11.0；7)勻速加入硫酸溶液，使漿料PH值為7.0～8.0；8)將漿料溫度降至50℃～70℃，并流加入鋁酸鈉溶液和硫酸溶液，使漿料PH值為7.5～8.5，攪拌熟化；9)用硫酸溶液調漿料PH值為7.0～8.0，再攪拌熟化后包膜結束；10)真空過濾，洗滌，干燥，進行氣流粉碎和有機處理。
進一步，步驟1所述二氧化鈦初品是用氯化法或硫酸法生產的二氧化鈦顏料。
進一步，所述二氧化鈦初品是銳鈦型或金紅石型。
進一步，步驟2所述堿溶液是氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或碳酸鈉溶液。
進一步，步驟2所述PH值為10.0～10.5。
進一步，步驟3所述分散劑是硅酸鈉溶液或六偏磷酸鈉溶液。
進一步，步驟5和步驟6所述硅酸鈉溶液的加入量總量為二氧化鈦初品加入量的1.0～6.0％，所述硅酸鈉溶液的加入量以SiO2計。
進一步，步驟8所述鋁酸鈉溶液的加入量是二氧化鈦初品加入量的0.5％～5.0％，所述鋁酸鈉溶液的加入量以Al2O3計。
進一步，步驟10所述的有機處理采用胺類、醇類、有機硅或羧酸類處理。
進一步，所述硫酸溶液的重量百分比濃度為10％～50％。
本發明的有益效果是通過調整二氧化鈦漿料的PH值和溫度，同時采取并流和順流的包膜方法首先在二氧化鈦粒子表面包覆耐久型致密二氧化硅，再包覆分散性好的氧化鋁，包膜漿料經過濾、洗滌、干燥后氣流粉碎并進行有機處理，使產品特別適宜于粉末涂料、彩鋼面漆和集裝箱油漆等領域。本發明生產的二氧化鈦顏料的致密二氧化硅的包膜量不低于3.5％、氧化鋁的包膜量不低于3.5％，具有耐候性高、白度和分散性好等性能，生產工藝具有勞動強度低，易于實現自動化控制的特點。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步地說明。
實施例1將二氧化鈦初品500g用去離子水配制成漿料，加入氫氧化鈉溶液使漿料PH值為10.05，加入六偏磷酸鈉溶液，將漿料在砂磨機內砂磨，用篩濾出砂粒和粗顆粒。將漿料加入到包膜罐中，升溫至76℃，開始包致密硅。先加入二氧化鈦初品加入量的0.5％的硅酸鈉溶液(以SiO2計)，然后并流加入二氧化鈦初品加入量的0.5％的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為20％的硫酸溶液，加入的速度以保持漿料PH值維持在10.0～11.0之間。加料結束后，用硫酸溶液勻速酸化至漿料PH為7.5，再攪拌熟化，溫度由76℃降至70℃，并流加入二氧化鈦初品加入量的0.5％的鋁酸鈉溶液(以Al2O3計)和重量百分比濃度為30％的硫酸溶液，加入速度以維持漿料PH值為8.3±0.2，再攪拌熟化，用硫酸調漿料PH值為7.5，攪拌熟化，過濾，洗滌，干燥，然后氣流粉碎，在氣流粉碎時加入三羥甲基丙烷進行有機處理。
制備的顏料的重量百分比組成為TiO289.67％、SiO23.54％、Al2O34.36％，顏料的酸溶性為0.271％，吸油量為25.5g/100g，與攀鋼集團錦州鈦業股份公司產品CR501比較，消色力為85，白度為100.2。
實施例2將二氧化鈦初品500g用去離子水配制成漿料，加入氫氧化鉀溶液使漿料PH值為10.2，加入硅酸鈉溶液，將漿料在砂磨機內砂磨，用篩濾出砂粒和粗顆粒。將漿料加入到包膜罐中，升溫至60℃，開始包致密硅。先加入二氧化鈦初品加入量的2.0％的硅酸鈉溶液(以SiO2計)，然后并流加入二氧化鈦初品加入量的2.6％的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為10％的硫酸溶液，加入的速度以保持漿料PH值維持在10.0～10.5之間。加料結束后，用硫酸溶液勻速酸化至漿料PH為7.0，再攪拌熟化，溫度維持為60℃，并流加入二氧化鈦初品加入量的2.5％的鋁酸鈉溶液(以Al2O3計)和重量百分比濃度為20％的硫酸溶液，加入速度以維持漿料PH值為7.7±0.2，再攪拌熟化，用硫酸調漿料PH值為7.0，攪拌熟化，過濾，洗滌，干燥，然后氣流粉碎，在氣流粉碎時加入三乙醇胺進行有機處理。
制備的顏料的重量百分比組成為TiO288.52％、SiO23.83％、Al2O34.65％，顏料的酸溶性為0.23％，吸油量為21.9g/100g，與錦州氯化法包膜鈦白CR501對比樣比較，消色力為83，白度為100.2。
實施例3將二氧化鈦初品500g用蒸餾水配制成漿料，加入碳酸鈉溶液使漿料PH值為10.5，加入六偏磷酸鈉溶液，將漿料在砂磨機內砂磨，用篩濾出砂粒和粗顆粒。將漿料加入到包膜罐中，升溫至85℃，開始包致密硅。先加入二氧化鈦初品加入量的3.0％的硅酸鈉溶液(以SiO2計)，然后并流加入二氧化鈦初品加入量的3.0％的硅酸鈉溶液(以SiO2計)和重量百分比濃度為50％的硫酸溶液，加入的速度以保持漿料PH值維持在10.0～10.5之間。加料結束后，用硫酸溶液勻速酸化至漿料PH為8.0，再攪拌熟化，降溫為50℃，并流加入二氧化鈦總量的5.0％的鋁酸鈉溶液和重量百分比濃度為40％的硫酸溶液，加入速度以維持漿料PH值為8.0±0.2，再攪拌熟化，用硫酸調漿料PH值為8.0，攪拌熟化，過濾，洗滌，干燥，然后氣流粉碎，在氣流粉碎時加入月桂酸或有機硅進行有機處理。
制備的顏料的重量百分比組成為TiO288.85％、SiO23.78％、Al2O34.53％，顏料的酸溶性為0.32％，吸油量為21.9g/100g，與錦州氯化法包膜鈦白CR501對比樣比較，消色力為82，白度為100.3。
權利要求
1.高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，包括以下步驟1)用蒸餾水或去離子水將二氧化鈦初品配制成漿料；2)用堿溶液調漿料PH值為堿性；3)加入分散劑，在砂磨機內砂磨后過濾；4)將過濾后的漿料加入到包膜罐中，加熱到60℃～85℃；5)加入硅酸鈉溶液；6)并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液，使漿料PH值為10.0～11.0；7)勻速加入硫酸溶液，使漿料PH值為7.0～8.0；8)將漿料溫度降至50℃～70℃，并流加入鋁酸鈉溶液和硫酸溶液，使漿料PH值為7.5～8.5，攪拌熟化；9)用硫酸溶液調漿料PH值為7.0～8.0，再攪拌熟化后包膜結束；10)過濾，洗滌，干燥，進行氣流粉碎和有機處理。
2.如權利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于步驟1所述二氧化鈦初品是用氯化法或硫酸法生產的二氧化鈦顏料。
3.如權利要求2所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于所述二氧化鈦初品是銳鈦型或金紅石型。
4.如權利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于步驟2所述堿溶液是氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或碳酸鈉溶液。
5.如權利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于步驟2所述PH值為10.0～10.5。
6.如權利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于步驟3所述分散劑是硅酸鈉溶液或六偏磷酸鈉溶液。
7.如權利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于步驟5和步驟6所述硅酸鈉溶液的加入量總量為二氧化鈦初品加入量的1.0～6.0％，所述硅酸鈉溶液的加入量以SiO2計。
8.如權利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于步驟8所述鋁酸鈉溶液的加入量是二氧化鈦初品加入量的0.5％～5.0％，所述鋁酸鈉溶液的加入量以Al2O3計。
9.如權利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于步驟10所述的有機處理采用胺類、醇類、有機硅或羧酸類處理。
10.如權利要求1所述的高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，其特征在于所述硫酸溶液的重量百分比濃度為10％～50％。
全文摘要
本發明提供了一種高耐候性二氧化鈦顏料的生產方法，包括以下步驟1)配制漿料；2)調pH值；3)加入分散劑砂磨后過濾；4)加熱；5)加入硅酸鈉溶液；6)并流加入硅酸鈉溶液和硫酸溶液；7)加入硫酸；8)并流加入鋁酸鈉溶液和硫酸溶液；9)調pH值；10)過濾，洗滌，干燥，進行氣流粉碎和有機處理。本發明方法生產的二氧化鈦顏料具有耐候性高、白度和分散性好等性能，產品的致密二氧化硅的包膜量不低于3.5％、氧化鋁的包膜量不低于3.5％。
文檔編號C09C1/36GK1850915SQ20061002084
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月18日 優先權日2006年5月18日
發明者侯盛東, 伍良英, 陳新紅 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院