一种高补强二氧化钛的生产系统的制作方法

本实用新型属于二氧化钛生产设备技术领域，涉及到一种高补强二氧化钛的生产系统。

背景技术：

涂料是可以涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。目前，国内市场上使用的涂料主要为油性涂料，即油漆，占据国内市场份额的90％以上，但是油漆中使用的有机溶剂多为挥发性有机物VOCs，例如：胺类、苯类、酯类和醚类等有毒害作用的挥发性有机物，油漆持续释放的挥发性有机物VOCs，会刺激人体呼吸道，引起呼吸道的感染，并具有较强的致癌作用，严重影响了人体健康。此外油漆易燃，高楼大厦的消防安全存在一定的隐患。

国内市场已有不足10％的水性涂料取代油性涂料，但是远远不能满足人们的使用需求。水性涂料以高分子树脂为基材、以水为溶剂，与油性涂料相比，水性涂料具有绿色、安全、作用方便、低甲醛、低刺激性气味的优点。然而，涂料行业由油性向水性的转型并不成功，涂料市场仍以油漆为主导，转型动力不足，因为水性涂层存在漆膜较软，不耐擦洗的短板，稳定性较差。

二氧化钛是世界上最佳的白色颜料，安全无毒，除了可以用于火力发电厂的工业废气脱硝治理，还可以广泛地应用于塑料、橡胶、造纸、化纤、油墨、食品、医药辅料等等。同时，二氧化钛还具有很高的光催化活性，用于开发各种多功能产品，如抗紫外化纤和化妆品、抗菌陶瓷、空气净化器等功能化产品。高补强二氧化钛应具有极高的比表面积，结构疏松，能够与水性涂料中的乳液、流平剂、消泡剂等形成强结合力，可以提高水性涂料的耐擦洗、抗老化和抗粉化能力。因此，亟需一种可以生产高补强二氧化钛的生产系统。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术的缺陷，设计了一种高补强二氧化钛的生产系统，制得的二氧化钛具有极高的比表面积，结构疏松，粉体也具有良好的亲水性，水分散性达到90％以上，可以提高水性涂料的耐擦洗、抗老化和抗粉化能力。

本实用新型所采取的具体技术方案是：一种高补强二氧化钛的生产系统，包括沿加工流水线依次布置的制浆槽、砂磨机、包膜罐、贮存槽、喷雾干燥塔和粉碎机，包膜罐上设置有浆料进口、包膜剂进口、分散剂进口、pH调节剂进口和成品出口，成品出口处设置有阀门，关键是：所述的包膜罐上还设置有造孔剂进口。

所述的浆料进口、包膜剂进口、分散剂进口和pH调节剂进口都位于包膜罐侧壁的上端，成品出口位于包膜罐侧壁的底部。

所述的包膜罐上还设置有在线pH计，在线pH计的检测端延伸到包膜罐内的底部。

所述的包膜罐上设置有搅拌机构，搅拌机构包括驱动电机和设置在包膜罐内的搅拌轴，搅拌轴的上端与设置在包膜罐上方的驱动电机的输出轴固定连接，搅拌轴上固定有搅拌桨叶，搅拌桨叶的数量为两个，两个搅拌桨叶沿竖直方向排列，位于上方的搅拌桨叶的搅拌面与水平面之间的夹角为锐角，位于下方的搅拌桨叶的搅拌面与水平面之间的夹角为钝角，在两个搅拌桨叶之间还有与搅拌轴同轴设置且固定连接的搅拌圆盘，搅拌圆盘的外径大于等于搅拌桨叶的搅拌直径，搅拌圆盘的上端面是中间向上凸起的圆锥面，圆锥面的斜面与水平面之间的夹角为2°-5°。

在搅拌圆盘的外圆周面上沿圆周方向固定有一组搅拌球，搅拌球的直径大于搅拌圆盘的最大厚度。

所述的包膜罐内设置有弹性过滤网，包膜罐包括底板、侧板和盖板，底板的上端面为斜面且成品出口位于斜面的最低处，侧板的内壁上沿圆周方向固定有至少三个带卡槽的夹持块，弹性过滤网与夹持块的卡槽卡接固定，弹性过滤网位于成品出口上方，弹性过滤网与侧板的内壁紧密接触。

所述的粉碎机为气流粉碎机。

所述的喷雾干燥塔与粉碎机之间借助真空粉体输送设备连接。

本实用新型的有益效果是：在包膜罐上增设造孔剂进口，在对二氧化钛浆料进行包膜时，通过造孔剂进口向包膜罐中加入造孔剂，造孔剂进入二氧化钛表面水合氧化物的包膜层中，再经过喷雾干燥处理，水合氧化物包膜层中的水合造孔剂达到沸点逐步释放出来，在二氧化钛的包膜层上形成疏松的孔道，这样可以高效生产高补强二氧化钛，所得的产品具有极高的比表面积，结构疏松，粉体也具有良好的亲水性，水分散性达到90％以上，可以均匀地分散于水性涂料中，能够与水性涂料中的乳液、流平剂、消泡剂等形成强结合力，可以提高水性涂料的耐擦洗、抗老化和抗粉化能力。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型中包膜罐的结构示意图。

附图中，1代表制浆槽，2代表砂磨机，3代表包膜罐，3-1代表浆料进口，3-2代表包膜剂进口，3-3代表分散剂进口，3-4代表pH调节剂进口，3-5代表成品出口，3-6代表造孔剂进口，4代表贮存槽，5代表喷雾干燥塔，6代表粉碎机，7代表在线pH计，8代表驱动电机，9代表搅拌轴，10代表搅拌桨叶，11代表搅拌圆盘，12代表搅拌球，13代表夹持块，14代表弹性过滤网。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细说明：

具体实施例，如图1和图2所示，一种高补强二氧化钛的生产系统，包括沿加工流水线依次布置的制浆槽1、砂磨机2、包膜罐3、贮存槽4、喷雾干燥塔5和粉碎机6，粉碎机6优选为气流粉碎机，可以得到粒径分布区间为0.2μm～0.5μm的高补强二氧化钛。包膜罐3上设置有浆料进口3-1、包膜剂进口3-2、分散剂进口3-3、pH调节剂进口3-4和成品出口3-5，成品出口3-5处设置有阀门，所述的包膜罐3上还设置有造孔剂进口3-6。浆料进口3-1、包膜剂进口3-2、分散剂进口3-3和pH调节剂进口3-4都位于包膜罐3侧壁的上端，成品出口3-5位于包膜罐3侧壁的底部，上端进料、下端出料，不需要借助外部动力设备即可完成进料和出料的过程，进料和出料的成本较低。

作为对本实用新型的进一步改进，包膜罐3上还设置有在线pH计7，在线pH计7的检测端延伸到包膜罐3内的底部。在线pH计7可以将检测到的pH值显示出来，加入pH调节剂时，可以边加入边观察pH值的变化，更加方便，最后得到的二氧化钛浆液的pH值更加精确。

作为对本实用新型的进一步改进，包膜罐3上设置有搅拌机构，搅拌机构包括驱动电机8和设置在包膜罐3内的搅拌轴9，搅拌轴9的上端与设置在包膜罐3上方的驱动电机8的输出轴固定连接，搅拌轴9上固定有搅拌桨叶10，搅拌桨叶10的数量为两个，两个搅拌桨叶10沿竖直方向排列，位于上方的搅拌桨叶10的搅拌面与水平面之间的夹角为锐角，位于下方的搅拌桨叶10的搅拌面与水平面之间的夹角为钝角，在两个搅拌桨叶10之间还有与搅拌轴9同轴设置且固定连接的搅拌圆盘11，搅拌圆盘11的外径大于等于搅拌桨叶10的搅拌直径，下方的搅拌桨叶10将二氧化钛浆料向上搅拌，使其与搅拌圆盘11的下端面发生碰撞，上方的搅拌桨叶10将二氧化钛浆料向下搅拌，使其与搅拌圆盘11的上端面发生碰撞，搅拌圆盘11本身也随着搅拌轴9一起旋转起到搅拌作用，搅拌圆盘11与两个搅拌桨叶10相配合，搅拌效率更高，搅拌效果更好。搅拌圆盘11的上端面是中间向上凸起的圆锥面，圆锥面的斜面与水平面之间的夹角为2°-5°。较小的夹角既不会影响到搅拌效果，而且在搅拌完成排出成品时，搅拌圆盘11的上端面也不会有液体残留，一举两得。

作为对本实用新型的进一步改进，在搅拌圆盘11的外圆周面上沿圆周方向固定有一组搅拌球12，搅拌球12的直径大于搅拌圆盘11的最大厚度。搅拌球12可以增大搅拌圆盘11与二氧化钛浆料的接触体积，搅拌更加均匀。所有的搅拌球12沿搅拌圆盘11的圆周方向均匀分布，搅拌球12的数量优选为四个。

作为对本实用新型的进一步改进，包膜罐3内设置有弹性过滤网14，包膜罐3包括底板、侧板和盖板，底板的上端面为斜面且成品出口3-5位于斜面的最低处，侧板的内壁上沿圆周方向固定有至少三个带卡槽的夹持块13，弹性过滤网14与夹持块13的卡槽卡接固定，弹性过滤网14位于成品出口3-5上方，弹性过滤网14与侧板的内壁紧密接触。经过弹性过滤网14过滤后，可以减少进入到贮存槽4内的杂质，提高产品的品质。利用夹持块13将弹性过滤网14夹持住，可以防止弹性过滤网14在搅拌过程中变形而无法起到过滤的作用。

作为对本实用新型的进一步改进，喷雾干燥塔5与粉碎机6之间借助真空粉体输送设备连接，有利于降低释放到大气中的粉尘，更加环保。

本实用新型的工作原理是：将高纯度二氧化钛原料从进料口加入到制浆槽中，然后加入脱盐水高速搅拌分散制得二氧化钛浆料；

然后将二氧化钛浆料送入砂磨机进行分散和超细化处理，凝聚的二氧化钛粒子被均匀分散；

然后将经过分散和超细化处理的二氧化钛浆料送到包膜罐中，通过分散剂进口向包膜罐中加入质量百分比为0.3％-0.6％的分散剂，通过包膜剂进口向包膜罐中加入质量百分比为0.5％-2％的包膜剂硫酸铝，通过造孔剂进口向包膜罐中加入质量百分比为0.1％-0.5％的造孔剂，均匀混合以后，通过pH调节剂进口向包膜罐中加入pH调节剂氢氧化钠或偏铝酸钠，二氧化钛表面形成水合氧化物包膜层；

然后将经过包膜处理的二氧化钛浆料送入包膜后贮存槽内进行熟化，包膜层逐渐增长，熟化反应持续2-10h；

然后将经过熟化处理的二氧化钛浆料送入喷雾干燥塔内，进行干燥处理，得到蓬松干燥的二氧化钛粉料；

最后通过真空粉体输送设备将二氧化钛粉料传送至气流粉碎机内，对干燥的二氧化钛粉体进行超细化处理，控制得到的高补强二氧化钛的粒径分布区间为0.2μm～0.5μm。

本实用新型在对二氧化钛浆料进行包膜时，通过造孔剂进口3-6向包膜罐3中加入造孔剂，造孔剂进入二氧化钛表面水合氧化物的包膜层中，再经过喷雾干燥处理，水合氧化物包膜层中的水合造孔剂达到沸点逐步释放出来，在二氧化钛的包膜层上形成疏松的孔道，这样可以高效生产高补强二氧化钛，所得的产品具有极高的比表面积，结构疏松，粉体也具有良好的亲水性，水分散性达到90％以上，可以均匀地分散于水性涂料中，能够与水性涂料中的乳液、流平剂、消泡剂等形成强结合力，可以提高水性涂料的耐擦洗、抗老化和抗粉化能力。