CN107353673A - 表面改性的钛白粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供表面改性的钛白粉及其制备方法,它将二氧化钛粉配成质量浓度为5~20%的水溶液,在其中加入六偏磷酸钠,再加入水溶性硅化合物,使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面,在温度为80~100℃条件下,加入铝盐包膜剂,同时保持混合料浆的pH为8.5~11,使钛白粉均匀分散,经水洗、抽滤、烘干、研磨后,得表面改性的钛白粉产品。通过本发明可使钛白粉颗粒表面包覆一层无机物,即将硅、铝离子同时附着在钛白粉表面,从而降低钛白粉表面活性,增加钛白粉分散性,提高钛白粉白度。本发明方法简单易行、成本低、无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面改性的钛白粉及其制备方法,具体说是在钛白粉表面包覆了一层无机物,从而改善钛白粉的分散性、耐候性和白度,属于粉末材料加工技术领域。
背景技术
钛白粉因其化学性质稳定以及良好的白度、着色力、遮盖力和耐热性等特点,被广泛的应用于颜料如涂料、橡胶、塑料、造纸等行业,同时还作为光催化剂、光电电池、紫外线屏蔽剂等被广泛应用。未经表面处理的钛白粉表面一般被极性基团(如-OH)所包覆,所以钛白粉容易因极性吸附或吸潮而产生团聚,很难在其他体系中分散。因此对钛白粉进行包覆是非常重要的。随着国民经济的高速发展,钛白粉需求量也不断上升。我国钛白粉产能虽大但产品质量不高,与国外知名企业的产品差距很大。所以研制一种能够生产高品质钛白粉的方法是十分必要的。
对钛白粉表面进行改性处理的的影响因素很多,如包覆剂的选择、加入量、加入顺序、加入速度、pH值、温度、反应时间等都对粉体的性质有很大的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面包覆有硅、铝氧化物或氢氧化物保护层的二氧化钛粉体,使包覆后的二氧化钛粉体具有更好的分散性、白度和耐候性。
本发明通过下列技术方案完成:一种表面改性的钛白粉,其特征在于经过下列步骤制得:
A、将二氧化钛粉加入水中,配成质量浓度为4.5~19.5%的水溶液;
B、在步骤A的水溶液中,按二氧化钛粉质量的0.04~0.2%的量,加入六偏磷酸钠,并调节溶液pH至8~10,搅拌1~2.5小时,得混合浆料;
C、在步骤B的混合浆料中,加入水溶性硅化合物至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的1~8%,调节溶液pH至8~10,使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面;
D、在温度为80~95℃条件下,向步骤C的混合浆料中加入浓度为50~90g/L的铝盐包膜剂,直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的1~4%,搅拌反应2~4小时,直至铝盐完全水解,同时保持混合料浆的pH为8.5~10.5,使钛白粉均匀分散;
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后,得表面改性的钛白粉产品。
所述步骤C中的硅化合物为硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙中的一种或几种,其中,硅酸钠的加入量控制在其碱金属离子浓度为0.1~0.25mol/L。
所述的表面改性的钛白粉,其特征在于所述铝盐包膜剂为硫酸铝、铝酸钠或偏铝酸钠中的一种或几种,使混合料浆中的Al2O3浓度为45~95g/L。
本发明具有下列优点和效果:采用上述方案,可在钛白粉颗粒表面包覆一层无机物,即将硅、铝离子同时附着在钛白粉表面,从而降低钛白粉表面活性,增加钛白粉分散性,提高钛白粉白度。本发明方法简单易行、成本低、无污染。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提供的表面改性的钛白粉,经过下列步骤制得:
A、将二氧化钛粉加入水中,配成质量浓度为5%的水溶液;
B、在步骤A的水溶液中,按二氧化钛粉质量的0.05%的量,加入六偏磷酸钠,并调节溶液pH至9,搅拌1小时,得混合浆料;
C、在步骤B的混合浆料中,加入水溶性硅酸钠至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的1%,调节溶液pH至8,使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面;
D、在温度为80℃条件下,向步骤C的混合浆料中加入浓度为40g/L的硫酸铝包膜剂,直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的1%,搅拌反应2小时,直至铝盐完全水解,同时保持混合料浆的pH为8.5,使钛白粉均匀分散;
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后,得表面改性的钛白粉产品。
实施例2
本发明提供的表面改性的钛白粉,经过下列步骤制得:
A、将二氧化钛粉加入水中,配成质量浓度为20%的水溶液;
B、在步骤A的水溶液中,按二氧化钛粉质量的0.2%的量,加入六偏磷酸钠,并调节溶液pH至11,搅拌3小时,得混合浆料;
C、在步骤B的混合浆料中,加入水溶性硅酸钾至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的10%,调节溶液pH至11,使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面;
D、在温度为100℃条件下,向步骤C的混合浆料中加入浓度为100g/L的铝酸钠包膜剂,直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的5%,搅拌反应5小时,直至铝盐完全水解,同时保持混合料浆的pH为11,使钛白粉均匀分散;
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后,得表面改性的钛白粉产品。
实施例3
本发明提供的表面改性的钛白粉,经过下列步骤制得:
A、将二氧化钛粉加入水中,配成质量浓度为10%的水溶液;
B、在步骤A的水溶液中,按二氧化钛粉质量的0.1%的量,加入六偏磷酸钠,并调节溶液pH至9,搅拌2小时,得混合浆料;
C、在步骤B的混合浆料中,加入水溶性硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的5%,调节溶液pH至9,使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面;
D、在温度为90℃条件下,向步骤C的混合浆料中加入浓度为50g/L的硫酸铝、铝酸钠和偏铝酸钠包膜剂,直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的3%,搅拌反应3小时,直至铝盐完全水解,同时保持混合料浆的pH为9,使钛白粉均匀分散;
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后,得表面改性的钛白粉产品。
实施例4
本发明提供的表面改性的钛白粉,经过下列步骤制得:
A、将二氧化钛粉加入水中,配成质量浓度为12%的水溶液;
B、在步骤A的水溶液中,按二氧化钛粉质量的0.15%的量,加入六偏磷酸钠,并调节溶液pH至9,搅拌2小时,得混合浆料;
C、在步骤B的混合浆料中,加入水溶性硅酸钠、硅酸钙至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的5%,调节溶液pH至9,使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面;
D、在温度为90℃条件下,向步骤C的混合浆料中加入浓度为50g/L的硫酸铝、偏铝酸钠包膜剂,直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的3%,搅拌反应3小时,直至铝盐完全水解,同时保持混合料浆的pH为9,使钛白粉均匀分散;
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后,得表面改性的钛白粉产品。
Claims (3)
1.一种表面改性的钛白粉,其特征在于经过下列步骤制得:
A、将二氧化钛粉加入水中,配成质量浓度为4.5~19.5%的水溶液;
B、在步骤A的水溶液中,按二氧化钛粉质量的0.04~0.2%的量,加入六偏磷酸钠,并调节溶液pH至8~10,搅拌1~2.5小时,得混合浆料;
C、在步骤B的混合浆料中,加入水溶性硅化合物至SiO2的含量为二氧化钛粉质量的1~8%,调节溶液pH至8~10,使SiO2沉淀于二氧化钛粉颗粒表面;
D、在温度为80~95℃条件下,向步骤C的混合浆料中加入浓度为50~90g/L的铝盐包膜剂,直至混合料浆中的Al2O3含量为二氧化钛粉质量的1~4%,搅拌反应2~4小时,直至铝盐完全水解,同时保持混合料浆的pH为8.5~10.5,使钛白粉均匀分散;
E、将步骤D的混合料浆按常规进行水洗、抽滤、烘干、研磨后,得表面改性的钛白粉产品。
2.如权利要求1所述的表面改性的钛白粉,其特征在于所述步骤C中的硅化合物为硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙中的一种或几种,其中,硅酸钠的加入量控制在其碱金属离子浓度为0.1~0.25mol/L。
3.如权利要求1所述的表面改性的钛白粉,其特征在于所述铝盐包膜剂为硫酸铝、铝酸钠或偏铝酸钠中的一种或几种,使混合料浆中的Al2O3浓度为45~95g/L。
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