[发明专利]环保钛系颜料及该颜料采用接枝架桥法制备的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化工颜料技术领域，具体涉及一种MMO（金属氧化物混相法）制备的环保钛系颜料及采用接枝架桥法制备该环保钛系颜料的方法。

背景技术

环境污染问题越来越受到国际社会的广泛关注，推广绿色环保产品，加强节能减排是应对日益恶化的环境以及资源短缺的重要手段。含有铅和镉的无机颜料由于色泽鲜亮，价格较低，占据很大一部分市场，然而，出于对政策和对环保健康方面的考虑，寻求安全，对人体无毒无害的环保颜料已经成为人们的一种共识。另一方面，随着无机颜料应用领域不断拓展，对颜料本身的特性也提出了更高的要求，尤其是在耐光性，耐候性以及化学稳定性方面。无机钛系颜料具有优异的性能，安全环保，性价比高，具有很广泛的市场。

目前市场上较为成熟的产品多采用固相法工艺，原因是该方法工艺简单易操作，成本相对较低，产品较为稳定。缺点是由于该方法是氧化物之间通过高速球磨等工艺实现混料，无法达到液相法那样分子级水平的均匀混合，因此，产品性能存在着色力差，色泽不够鲜亮等问题，达不到高端产品的技术指标。

随着纳米材料制备技术的不断提高，液相法合成工艺在环保颜料中的应用越来越广，由于是在分子级别的均匀混料，得到的粉体细度好，煅烧温度低，产品品质也在不断的提高。上述产品采用液相法的制备方法很多，包括沉淀法，溶胶凝胶法等等。然而，液相法存在普遍的不足是在制备的过程中容易带来团聚问题，影响色泽，同时由于工艺较为复杂，产品稳定性不易控制，收率较低，成本相对较高。因此，寻求一种既能提升产品品质，又能够显著降低成本的工艺成为科研人员研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种本发明的目的在于针对现有技术存在的钛系颜料品质缺陷，提供一种产品品质优异，且成本显著低于市场成熟化产品，易于工业化生产的环保钛系颜料及采用接枝架桥法制备该环保钛系颜料的方法。

本发明首先提供了一种环保钛系颜料，包括下述重量份的原料：

钛白粉60-80份；硝酸盐15-40份；表面处理剂3-20份，三氧化二锑10-15份。

上述组分中：

所述硝酸盐为硝酸镍、硝酸铬、硝酸钴或硝酸锌中的一种或一种以上。

所述表面处理剂为碱化合物和络合剂，两者配比为10-20:1-2。

所述碱化合物为氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述络合剂为三乙烯四胺或/和柠檬酸。

本发明提供的环保钛系颜料，通过在以钛白粉原料为主料的颜料中加入一定量的表面处理剂，可在制备过程中有效保证原料的分散，并在一定程度上显著降低煅烧温度和保温时间，达到节能减排效果，且能够保证在煅烧过程中，着色离子能充分进入钛白粉晶格中，促进晶型充分转化，提高了产品的着色品质。

本发明还提供了一种采用接枝架桥法制备上述环保钛系颜料的工艺，其是在颜料主料钛白粉溶液前期分散的时候，添加活化钛白粉表面结构的表面处理剂，同时加入一定量的硝酸盐和三氧化二锑，并改变体系的酸碱性，使其表面形成大量羟基化学键，然后使硝酸盐中的着色离子R^＋在钛白粉表面沉积，形成致密的包覆膜，并形成Ti-O-R^＋化学键，使后期高温煅烧时，着色离子均匀进入钛白粉晶格中，形成置换型固溶体，最终得到的粒径分布区间窄、色泽鲜亮的颜料粉体。

上述工艺具体包括下述步骤：

1）按重量份称取一定量的钛白粉和三氧化二锑，加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，分散均匀；

2）按重量份加入表面处理剂的混合溶液，对钛白粉表面进行改性，同时控制溶液的PH值在8-12之间，使钛白粉处于稳定的分散状态；

3）按重量份加入硝酸盐，控制滴加速度，使着色离子在钛白粉表面缓慢均匀的沉积，最终在钛白粉表面形成一层粒径大小均匀的包覆膜；

4）对反应体系进行漂洗，过滤，去除杂质离子；

5）将过滤后的溶液进行干燥处理；

6）将干燥后的粉末加入矿化剂，混合均匀后在马弗炉中进行空气气氛煅烧，温度控制在900-1200℃，保温1-2h，得到所需的颜料粉体。

上述步骤中：

所述表面活性剂为六偏磷酸钠，其重量为钛白粉重量的0.2-0.5%。

所述步骤2）中，改性的温度为50-70℃，控制分散时搅拌速率在400-600r/min，处理时间为0.5h-4h。

所述步骤5）中干燥处理时进料总量10-12kg/h,干燥塔内负压为400-600Kpa,进风温度150-165℃，排风温度60-65℃。