[发明专利]一种新型磷铝锆包覆TiO2进行表面处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛白粉制备技术领域，更具体地说，涉及一种新型磷铝锆包覆TiO₂改善TiO₂光稳定性、遮盖力、留着率、分散性、耐候性和着色效果的方法。

背景技术

TiO₂俗称钛白粉，是世界上公认最好的颜料之一，广泛应用于涂料、塑料、造纸、化纤、食品、医药、日化等领域。TiO₂按照晶型大致分为三类：金红石型、锐钛型、板钛型。由于金红石型钛白粉具有晶格最小，晶格排列无方向性，稳定性好等诸多优点，目前市场上销售的钛白粉80％以上是金红石型钛白粉。

金红石型钛白粉主要采用硫酸法和氯化法两种方法制备，为改善钛白粉的性能，往往还需对制备得到的金红石型钛白粉粗品进行后处理，金红石型钛白粉的后处理大致有打浆、砂磨、表面处理(无机包膜)、过滤、干燥、气流粉碎(有机包膜)六道工序，通过这六道工序，可以改良钛白粉颗粒的粒径大小；提高钛白粉的润湿性；增加钛白粉在脱盐水中的分散性(增加颗粒与颗粒之间的静电斥力、空间阻力)；改变其颗粒表面性质，改善钛白粉的耐候性、L*、b*值、着色强度、消色力、遮盖力、折射率等性能。

在钛白粉的应用领域中，尤其对于印刷纸、层压纸等领域，对钛白粉的光稳定性、遮盖力、留着率、着色效果等有相当高的要求，改善这些性能的关键即在于钛白粉后处理工序中的表面处理工序。然而，由于目前仍没有理想的钛白粉表面处理工艺，导致现有大部分钛白粉厂家所生产的钛白粉远远达不到下游客户对钛白粉所提出的光稳定性、遮盖力、留着率、着色效果等的品质要求。

中国专利申请号201110453847.1，申请日为2011年12月30日，发明创造名称为：一种层压纸专用型二氧化钛颜料的制备方法；该申请案采用金红石型二氧化钛初品配制成浆料，用含磷化合物的溶液分散处理，并进行研磨；将研磨后的浆料升温并保温；加入水溶性铈盐溶液，调浆料pH值，熟化形成第一层包覆；加入含磷化合物的溶液和锆盐溶液，调浆料pH值，熟化形成第二层包覆；加入铝盐溶液，调浆料pH值，熟化形成第三层包覆；加入铝盐溶液，调浆料pH值，熟化形成第三层包覆；用去离子水过滤洗涤滤饼，干燥、气粉处理、气固分离制得成品。该申请案制得的二氧化钛颜料具有高耐光性、高遮盖力和良好留着率，且等电位点低，在弱碱性应用体系中具有优异的分散性能；但该申请案使用铈盐作为包覆原料，铈盐包膜虽能很好的增强钛白粉的耐候性能，但金属铈为贵重金属，有毒且铈盐具有强烈刺激性，使用铈盐不仅会增加钛白粉表面处理的成本，也会极大地影响钛白粉生产人员的身体健康。所以，从环保和生理角度来讲，该申请案并不是一个理想的钛白粉表面处理方案。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有钛白粉表面处理方法存在的：1)改善光稳定性、遮盖力、留着率、分散性、耐候性、着色效果等性能的能力达不到印刷纸、层压纸等领域的要求；2)使用铈盐作为包覆材料，成本高且危害身体健康的不足，提供了一种新型磷铝锆包覆TiO₂进行表面处理的方法；本发明使用磷酸盐、锆盐、铝盐对TiO₂颗粒进行表面包覆，成本低廉且无毒副作用，通过适当的工艺优化弥补缺少铈盐在耐候性等性能上的不足，处理得到的钛白粉仍具有很高的光稳定性、遮盖力、留着率、分散性、耐候性和着色效果。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种新型磷铝锆包覆TiO₂进行表面处理的方法，其步骤为：

1)将金红石型钛白粉粗品破碎，用去离子水制成浓度为800～1500g/L浆料，加入浓度为100～200g/L的碱性含磷化合物溶液，控制pH为9.5～11，进行研磨分散；加入的碱性含磷化合物溶液与所述浆料的质量比为3～5‰；

2)将步骤1)分散好的浆料以8.3～11.1m³/h的速度加入砂磨机研磨；

3)将步骤2)研磨好的浆料稀释至浓度为300～350g/L，升温至50～90℃，并保温；

4)在1～1.5h内加入浓度为100～150g/L的酸性含磷化合物溶液于步骤3)获得的浆料中，调节pH至4.5～5.5，加入的酸性含磷化合物溶液与步骤3)所得浆料的质量比为2～5％；