[发明专利]一种高遮盖力金红石型钛白粉生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛白粉的生产技术领域，尤其是一种高遮盖力金红石型钛白粉生产方法。

背景技术

二氧化钛颜料是最好的白色颜料，它具有白度高、不透明性高、物理化学性质稳定等优点，广泛应用于涂料、塑料、造纸等行业。

在涂料应用领域，钛白粉的遮盖力与颜料和树脂折射率之差有关，差值越大，遮盖力越高。由于水合二氧化硅的折射率最低，在钛白粉的表面处理过程中引入水合二氧化硅可以增大这种折射率差值，包覆大量的水合二氧化硅还可以最大限度地使单个钛白粉粒子相互之间隔离，处于良好的分散状态，从而显著提高钛白粉的利用率。另外由于空气的折射率是所有物质中最低的，在建筑用涂料中，由于配方中颜料的体积浓度较高，颜料的体积浓度大于临界体积浓度后，涂膜中的树脂不能完全包覆颜料粒子，从而使涂膜中含有部分空气，由于颜料与空气的折射差值为最大，可以显著提高涂膜对建筑物基体的遮盖力；如果在钛白粉的表面处理中引入一层疏松的包膜层，可以提高涂膜中的空气量，达到提高钛白粉遮盖力的目的。

利用包覆大量的氧化硅-氧化铝的水合物在钛白粉的表面以提高其在涂料领域的遮盖力是一种广泛采用的技术，例如美国专利US3437502，US3510335，US4075031等。

美国专利US3437502公开了一种改进的二氧化钛颜料的生产方法，通过在二氧化钛粒子表面包覆一层基于二氧化钛质量0.5～25%的致密二氧化硅，和一层基于二氧化钛质量0.1～10%的氧化铝，从而获得一种具有高遮盖力和在水性涂料配方中良好分散性的二氧化钛颜料，利用该方法制备的钛白粉生产的涂料具有优异的户外耐候性。

美国专利US3510335公开了一种在二氧化钛-氧化铝共氧化物颜料表面包覆约1～25%多孔疏松二氧化硅膜，然后在300～1000℃条件下煅烧，获得一种抗变色和高遮盖力钛白粉。

 美国专利US4075031公开了一种提高二氧化钛颜料遮盖力的方法，通过在二氧化颜料表面包覆一层致密的无定形二氧化硅和氧化铝膜，再包覆一层多孔的氧化硅-氧化铝膜，从而在提高遮盖力的同时保证了钛白粉的耐候性。

发明人在长期的试验研究及生产实践中发现，引入适当的二氧化硅和氧化铝确实可够提高钛白粉的遮盖力，但是上述各专利方法在碱性环境下生产的二氧化硅膜折光率较高，没有最大限度地提高钛白粉的遮盖力。并且，如果只是简单地把二氧化硅和氧化铝类成份添加到钛白粉浆料中，并不必然能够获得良好的遮盖力效果；各原料成份的加入顺序、加入量及生产过程中的参数条件等细节控制，都显著的影响到产品钛白粉的遮盖力；不适当的加入顺序及加入量，或者不适当的工艺参数条件，均达不到提高遮盖力的理想效果。

发明内容

本发明的主要目的是针对上述现有技术的不足，提供一种新的高遮盖力金红石型钛白粉生产方法；通过合理的控制原料加入量及加入顺序，同时严格的控制各工艺条件，达到有效提高钛白粉遮盖力的效果。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高遮盖力金红石型钛白粉生产方法，包括下述步骤：

（1）、制备包含二氧化钛初品的浆料：制备浓度为600～800gTiO₂/L的浆料，并用砂磨机研磨以解聚其中的粗颗粒，使钛白粉达到原级粒径（原级粒径，是指大小为0.20～0.35微米具有颜料性能的钛白粉晶体尺寸，下同）；

浆料的制备方法是行业内技术人员所熟知的，在搅拌条件下一般先在去离子水中加入分散助剂如硅酸钠或三乙醇胺等，再缓慢加入定量的钛白粉初品，根据分散剂种类和钛白粉初品的不同特点，浆料的浓度一般控制在600～800gTiO₂/L的范围内，这样相对较高的浓度有利于提高砂磨解聚的效率，并用砂磨机研磨以解聚其中的粗颗粒，使钛白粉在浆料中得到更好地分散，达到原级粒径；

（2）、稀释：为了使砂磨分散好的钛白粉浆料中的钛白粉粒子表面能被包膜剂均匀地包覆，加入去离子水调节浆料的浓度为200～400gTiO₂/L，并用蒸汽加热到30～40℃；再调节浆料PH值至10.0以上；

（3）、加入含硅化合物：加入含硅化合物的溶液到浆料中，其中含硅化合物的溶液浓度以SiO₂计90～110g/L为宜，含硅化合物的加入量以SiO₂和TiO₂的质量比计为4%～6%（可优选为4.5%～5.5%）；再用蒸汽把浆料的温度升到50～90℃，调节浆料pH值至0.8～1.5（可优选为1.0～1.2）；