[发明专利]一种高耐温性二氧化钛颜料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化钛颜料制备的技术领域，尤其涉及一种高耐温性二氧化钛颜料的制备方法。

背景技术

二氧化钛因具有折射率高、消色力强、光泽度和白度好等优点而成为最好的白色颜料，广泛用于涂料、塑料、造纸、油墨和化纤等领域。由于二氧化钛特别是金红石型二氧化钛具有光催化活性，在使用过程中会催化降解与之接触的有机成分，使涂料产生失光及粉化脱落等现象，严重降低产品的各种性能和使用寿命。特别是在粉末涂料和色母粒领域经常需要将原料保持在150℃或280℃的高温，这造成很多二氧化钛发生色变。因此，采用包膜技术对TiO₂粒子进行表面处理，即在TiO₂粒子表面包覆一层光化学惰性好的物质作屏障，降低TiO₂的光化学活性，有利于提高TiO₂粒子的耐候性、分散性、光泽和遮盖力等性能。这些惰性物质包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆、磷酸盐等。

很多现有资料显示，为制备商业上合格的带涂层的二氧化钛颜料，二氧化硅的包膜温度需在75℃以上。如美国专利US4075031在90℃高温下进行包膜，由于温度较高，致使反应不易控制，沉积物不能完全沉积在二氧化钛粒子上，影响其性能。美国专利US3897261提供了在温度为60℃、pH为7的条件下，在二氧化钛粒子上两次沉积二氧化硅和氧化铝，但该方法由于没有包覆致密硅，耐候性较差。中国专利ZL200610020846.7提供了温度在60℃～85℃下沉积二氧化硅和氧化铝，由于颜料粒子表面粗糙多孔，产品只适合用于颜料体积浓度高的建筑涂料；在技术方案中，两次沉积二氧化硅，并且在第二次沉积二氧化硅前降低温度，这样不利于工业操作。中国专利ZL200610020847.1提供了一种高耐候性二氧化钛颜料的生产方法，其通过加大包膜量提高产品的耐候性，产品的致密二氧化硅包膜量和氧化铝包膜量都不低于3.5％；而且在二氧化硅包膜之后通过降低温度实现氧化铝包膜，这样在工业生产上也不宜操作。上述的现有技术都存在着不同的技术问题，亟待解决。

发明内容

本发明提供了一种高耐温性二氧化钛颜料的制备方法，该方法通过控制二氧化钛浆料的pH值、温度和包膜时间等工艺参数，同时采取并流的包膜方法，首先在二氧化钛粒子表面包覆耐晒型致密二氧化硅，再在酸性条件下包覆一层致密的氧化铝，通过本发明方法制备的二氧化钛颜料具有高耐温性、较好的白度与分散性等特点。

一种高耐温性二氧化钛颜料的制备方法，包括以下步骤：

(1)用蒸馏水或去离子水将二氧化钛初品配成浆料；

(2)用第一碱溶液调浆料的pH值为8～11，得到pH值为8～11的浆料；

(3)向步骤(2)中pH值为8～11的浆料中加入分散剂后，在砂磨机内砂磨后过滤，得到过滤后的浆料；

(4)将步骤(3)中过滤后的浆料加入到包膜罐中，加热至温度50℃～75℃，维持所述的温度不变，滴加硅酸钠水溶液，同时加入第一酸溶液使浆料的pH值为8～11，保持所述的pH值不变；

(5)滴加完硅酸钠水溶液后加第二酸溶液，调节pH值至2～7，熟化15～60min；

(6)熟化后滴加铝盐水溶液，并流第三酸溶液或第二碱溶液以保持pH值与步骤(5)中熟化后pH值一致；

(7)滴加完铝盐水溶液后，搅拌均匀，加入第三碱溶液，调pH值至6～8，搅拌；

(8)搅拌后出料，经过滤、洗涤、干燥、气流粉碎和有机处理，得到高耐温性二氧化钛颜料。

进一步，步骤(1)中，所述的二氧化钛初品，可以是通过氯化法生产的金红石型二氧化钛，也可以是通过硫酸法生产的金红石型或锐钛型二氧化钛，可选用市售产品。优选的，本发明所用的二氧化钛基本上具有金红石型结构。对配成的浆料的浓度没有特别的要求，优选的，浆料中含有二氧化钛初品的浓度为100g/L～500g/L。

浆料的pH可通过加入适当的碱进行调节，所述的碱采用碱溶液的方式加入；适当的碱包括水溶性碱如氨水、氢氧化钠及其他适合的碱性化合物。进一步，步骤(2)中，所述的第一碱溶液是氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水溶液或碳酸钠水溶液。