一种表面改性的钛白粉颗粒及其制备方法

文档序号:3802336阅读:271来源:国知局
专利名称:一种表面改性的钛白粉颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种表面改性的钛白粉颗粒及其制备方法,属于材料改性技术领域。
背景技术
钛白粉因其化学性质稳定、良好白度、着色力和遮盖力、耐热性好等特点,被广泛地应用于颜料(涂料、橡胶、塑料、造纸等)、光催化剂、光电电池、紫外线屏蔽剂等领域。未经表面处理的钛白粉表面一般被极性基团(如-0H)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技术不高,产品质量与国外知名企业差距很大。钛白粉表面处理的的影响因素很多,如包覆剂的选择、加入量、力口入顺序、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。所以生产一种闻品质的钦白粉是十分必要的。

发明内容
为解决钛白粉容易因极性吸附或吸潮而产生团聚、且包覆后的钛白粉质量不高等问题,本发明提供一种表面改性的钛白粉颗粒及其制备方法,具体是在钛白粉表面包覆一层无机物,从而改善钛白粉的分散性、耐候性和白度。本发明通过下列技术方案实现一种表面改性的钛白粉颗粒,该钛白粉颗粒表面包覆一层致密的无机物包覆层,其粒径为O. 5 5Mm,为球形颗粒。本发明的另一目的是提供一种表面改性的钛白粉颗粒的制备方法,经过下列各步骤
(1)称取二氧化钛粉体,并加水配成浓度为5 30wt%的悬浮液,加入二氧化钛粉体质量的O. 05 O. 2%的六偏磷酸钠,用无机碱调节pH至9 11,再搅拌两小时,得到钛白粉浆料;
(2)在步骤(I)所得的钛白粉浆料中,加入水溶性硅化合物,用无机酸调节pH值为8 9,静置浆料3(Γ60分钟,使硅以氧化硅的形式沉淀于二氧化钛粉体颗粒表面,其中,水溶性硅化合物的加入量(以SiO2计)为二氧化钛粉体质量的I 10%,得到混合浆料;
(3)将包膜剂硫酸铝按二氧化钛粉体质量的I 8%配制成40 150g/L(以Al2O3计)的溶液,然后加入到80 100°C的步骤(2)所得的混合浆料中,并加入无机碱使混合浆料的pH保持在8 11,以使其能搅拌均匀,然后加入无机酸调节至中性,并保持搅拌2 5小时,使铝盐完全水解;
(4)在步骤(3)完全水解后的浆料中加入无机酸调节pH为5 7,然后缓慢加入氧化镧(La2O3),氧化镧的加入量占二氧化钛粉体质量的I 3%,然后熟化30 50分钟,再次以无机酸调节pH至5 7,再熟化60 70分钟;
(5)将步骤(4)所得浆液进行抽滤、水洗,所得滤饼经烘干、研磨,即得到表面改性的钛白粉颗粒,该钛白粉颗粒表面包覆一层致密的无机物包覆层,其粒径为O. 5 5Mm,为球形颗粒。所述步骤(2)的水溶性硅化合物是硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙中的一种或几种。所述步骤(2)水溶性硅化合物加入后使其碱金属离子浓度维持在O. I O. 3mol/L0所述无机酸为HCl或者H2SO4。所述无机碱为NaOH或Κ0Η。所述无机酸和无机碱的质量浓度为10%。本发明具备的效果和优点是本发明公开了一种表面改性的钛白粉颗粒,是在钛白粉颗粒表面包覆一层无机物颗粒,通过加入硅、铝的氧化物或氢氧化物,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,提高钛白粉白度和耐候性。本发明方法简单易行、成本低、无污染。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例I
(1)称取二氧化钛粉体,并加水配成浓度为5wt%的悬浮液,加入二氧化钛粉体质量的O. 1%的六偏磷酸钠,用质量浓度为10%的NaOH溶液调节pH至11,再搅拌两小时,得到钛白粉浆料;
(2)在步骤(I)所得的钛白粉浆料中,加入硅酸钠使其碱金属离子浓度维持在O.2mol/L,用质量浓度为10%的H2SO4溶液调节pH值为9,静置浆料30分钟,使硅以氧化硅的形式沉淀于二氧化钛粉体颗粒表面,其中,水溶性硅化合物的加入量(以SiO2计)为二氧化钛粉体质量的5%,得到混合浆料;
(3)将包膜剂硫酸铝按二氧化钛粉体质量的3%配制成70g/L(以Al2O3计)的溶液,然后加入到90°C的步骤(2)所得的混合浆料中,并加入质量浓度为10%的NaOH溶液使混合浆料的PH保持在9,以使其能搅拌均匀,然后加入质量浓度为10%的HCl溶液调节至中性,并保持搅拌5小时,使铝盐完全水解;
(4)在步骤(3)完全水解后的浆料中加入质量浓度为10%的HCl溶液调节pH为5,然后缓慢加入氧化镧(La2O3),氧化镧的加入量占二氧化钛粉体质量的3%,然后熟化40分钟,再次以无机酸调节PH至6,再熟化70分钟;
(5)将步骤(4)所得浆液进行抽滤、水洗,所得滤饼经烘干、研磨,即得到表面改性的钛白粉颗粒,该钛白粉颗粒表面包覆一层致密的无机物包覆层,其粒径为O. 5 5Mm,为球形颗粒。实施例2
(1)称取二氧化钛粉体,并加水配成浓度为15wt%的悬浮液,加入二氧化钛粉体质量的
O.2%的六偏磷酸钠,用质量浓度为10%的KOH调节pH至10,再搅拌两小时,得到钛白粉浆料;
(2)在步骤(I)所得的钛白粉浆料中,加入硅酸钾使其碱金属离子浓度维持在O.3mol/L,用质量浓度为10%的HCl调节pH值为8,静置浆料50分钟,使硅以氧化硅的形式沉淀于二氧化钛粉体颗粒表面,其中,水溶性硅化合物的加入量(以SiO2计)为二氧化钛粉体质量的10%,得到混合浆料;
(3)将包膜剂硫酸铝按二氧化钛粉体质量的8%配制成150g/L(以Al2O3计)的溶液,然后加入到100°C的步骤(2)所得的混合浆料中,并加入质量浓度为10%的KOH使混合浆料的pH保持在11,以使其能搅拌均匀,然后加入质量浓度为10%的H2SO4调节至中性,并保持搅拌3小时,使铝盐完全水解;
(4)在步骤(3)完全水解后的浆料中加入质量浓度为10%的H2SO4调节pH为6,然后缓慢加入氧化镧(La2O3),氧化镧的加入量占二氧化钛粉体质量的2%,然后熟化50分钟,再次以无机酸调节PH至5,再熟化65分钟;
(5)将步骤(4)所得浆液进行抽滤、水洗,所得滤饼经烘干、研磨,即得到表面改性的钛白粉颗粒,该钛白粉颗粒表面包覆一层致密的无机物包覆层,其粒径为O. 5 5Mm,为球形颗粒。 实施例3
(I)称取二氧化钛粉体,并加水配成浓度为30wt%的悬浮液,加入二氧化钛粉体质量的
O.05%的六偏磷酸钠,用质量浓度为10%的NaOH调节pH至9,再搅拌两小时,得到钛白粉浆料;
(2 )在步骤(I)所得的钛白粉浆料中,加入硅酸钠和硅酸钙使其碱金属离子浓度维持在
O.lmol/L,用质量浓度为10%的H2SO4调节pH值为9,静置浆料60分钟,使硅以氧化硅的形式沉淀于二氧化钛粉体颗粒表面,其中,水溶性硅化合物的加入量(以SiO2计)为二氧化钛粉体质量的1%,得到混合浆料;
(3)将包膜剂硫酸铝按二氧化钛粉体质量的1%配制成40g/L(以Al2O3计)的溶液,然后加入到80°C的步骤2所得的混合浆料中,并加入质量浓度为10%的NaOH使混合浆料的pH保持在8,以使其能搅拌均匀,然后加入质量浓度为10%的H2SO4调节至中性,并保持搅拌2小时,使铝盐完全水解;
(4)在步骤(3)完全水解后的浆料中加入质量浓度为10%的HCl调节pH为7,然后缓慢加入氧化镧(La2O3),氧化镧的加入量占二氧化钛粉体质量的1%,然后熟化30分钟,再次以无机酸调节PH至7,再熟化60分钟;
(5)将步骤(4)所得浆液进行抽滤、水洗,所得滤饼经烘干、研磨,即得到表面改性的钛白粉颗粒,该钛白粉颗粒表面包覆一层致密的无机物包覆层,其粒径为O. 5 5Mm,为球形颗粒。
权利要求
1.一种表面改性的钛白粉颗粒,其特征在于该钛白粉颗粒表面包覆一层致密的无机物包覆层,其粒径为O. 5 5Mm,为球形颗粒。
2.一种表面改性的钛白粉颗粒的制备方法,其特征在于经过下列各步骤 (1)称取二氧化钛粉体,并加水配成浓度为5 30wt%的悬浮液,加入二氧化钛粉体质量的O. 05 O. 2%的六偏磷酸钠,用无机碱调节pH至9 11,再搅拌两小时,得到钛白粉浆料; (2)在步骤(I)所得的钛白粉浆料中,加入水溶性硅化合物,用无机酸调节pH值为8 9,静置浆料3(Γ60分钟,其中,水溶性硅化合物的加入量(以SiO2计)为二氧化钛粉体质量的I 10%,得到混合浆料; (3)将包膜剂硫酸铝按二氧化钛粉体质量的I 8%配制成40 150g/L(以Al2O3计)的溶液,然后加入到80 100°C的步骤(2)所得的混合浆料中,并加入无机碱使混合浆料的pH保持在8 11,以使其能搅拌均匀,然后加入无机酸调节至中性,并保持搅拌2 5小时,使铝盐完全水解; (4)在步骤(3)完全水解后的浆料中加入无机酸调节pH为5 7,然后缓慢加入氧化镧,氧化镧的加入量占二氧化钛粉体质量的I 3%,然后熟化30 50分钟,再次以无机酸调节pH至5 7,再熟化60 70分钟; (5)将步骤(4)所得浆液进行抽滤、水洗,所得滤饼经烘干、研磨,即得到表面改性的钛白粉颗粒,该钛白粉颗粒表面包覆一层致密的无机物包覆层,其粒径为O. 5 5Mm,为球形颗粒。
3.根据权利要求2所述的表面改性的钛白粉颗粒的制备方法,其特征在于所述步骤(2)的水溶性硅化合物是硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙中的一种或几种。
4.根据权利要求2或3所述的表面改性的钛白粉颗粒的制备方法,其特征在于所述步骤(2)水溶性硅化合物加入后使其碱金属离子浓度维持在O. I O. 3mol/L。
5.根据权利要求2或3所述的表面改性的钛白粉颗粒的制备方法,其特征在于所述无机酸为HCl或者H2SO4。
6.根据权利要求2或3所述的表面改性的钛白粉颗粒的制备方法,其特征在于所述无机碱为NaOH或KOH。
7.根据权利要求2或3所述的表面改性的钛白粉颗粒的制备方法,其特征在于所述无机酸和无机碱的质量浓度为10%。
全文摘要
本发明提供一种表面改性的钛白粉颗粒及其制备方法,该钛白粉颗粒表面包覆一层致密的无机物包覆层,其粒径为0.5~5μm,为球形颗粒。二氧化钛粉体加水配成悬浮液,加入六偏磷酸钠,再搅拌两小时,加入水溶性硅化合物,静置浆料,得到混合浆料;将包膜剂硫酸铝配制溶液加入到80~100℃的混合浆料中,并加入无机碱使其能搅拌均匀,然后加入无机酸调节至中性,并保持搅拌,使铝盐完全水解;加入无机酸调节pH,然后缓慢加入氧化镧进行熟化,再熟化后进行抽滤、水洗,所得滤饼经烘干、研磨,即得到表面改性的钛白粉颗粒。本发明降低钛白粉表面活性,增加钛白粉分散性,提高钛白粉白度和耐候性。方法简单易行、成本低、无污染。
文档编号C09C1/36GK102924980SQ20121043556
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者严继康, 张松林, 王韫, 甘国友, 袁君, 贾瑞娇, 杜景红, 张家敏, 刘意春, 易健宏 申请人:昆明理工大学
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