[发明专利]一种SiO2对金红石型TiO2表面改性的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学化工技术领域，尤其涉及一种SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法。

背景技术

TiO₂俗称钛白粉，具有折射率高、消色力强、遮盖力大、光泽度与白度好、化学惰性高和对人体无害等优点，是电子、化工、冶金等工业不可缺少的原料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷、油墨、橡胶、化妆品、陶瓷、搪瓷、电子、食品、医药等工业，具有广阔的应用前景。近年，纳米TiO₂粒子的制备和应用已受到人们的极大关注，TiO₂表面处理的研究一直是国内外一个很活跃的课题。我国钛白粉主要有两种型号：一种金红石型，一种锐钛型。目前国内绝大部分钛白粉厂生产的是锐钛型钛白粉。锐钛型钛白粉性能低，生产能力过剩，市场竞争力弱，利润空间小，而国内高档金红石型钛白粉严重短缺，主要依赖进口。因此，对我国来说，研究金红石型钛白粉表面处理具有重大意义。但是，未经表面处理的金红石型钛白粉，由于自身的光化学性，在紫外线的照射下，其晶格上的氧离子会失去两个电子变成氧原子，这种氧原子具有极强的活性，能氧化很多种被吸附或与之接触的有机物和无机物，导致粉化，耐候性变差，以及在介质的润湿性和分散性差等缺点。因此，为了获得高档金红石型钛白粉，必须对其表面进行包膜处理，即在TiO₂颗粒表面形成连续致密均匀的膜，使TiO₂与周围物质之间形成一道屏障。由于金红石型钛白粉的性能受到各个因素的影响，主要体现在：浆料pH、反应温度和浆料浓度、分散剂用量、转速、包膜剂用量和反应pH值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法，旨在提供硅包膜金红石型钛白粉的最佳工艺条件，为工业生产提供的理论的指导。

本发明是这样实现的，一种SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法，所述SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法工艺条件为：浆液分散pH为10，反应温度为90℃，浆料浓度为400g/L，分散剂为0.3％，转速为350r/min，包膜量为2％，反应pH为10。

进一步，所述SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法包括以下步骤：

步骤一，移取适量溶度的金红石型钛白粉浆料，加入到固定在铁架台上的250ml的四口烧瓶中，安装好搅拌棒和分压漏斗，加入质量百分数为0.3％的分散剂(NaPO₃)₆，浆液分散pH为10，反应温度为90℃，浆料浓度为400g/L；

步骤二，控制体系温度及搅拌器转速，充分分散30min，待分散30min后，开始包硅过程：包膜量为2％，反应pH为10，通过转速为350r/min的速度，用分压漏斗，分别向四口烧瓶中加入稀硫酸和硅酸钠溶液，二氧化硅的化学计量控制在m(SiO₂):m(TiO₂)为2～4％，控制溶液的反应pH为10，反应两小时，陈化2h；

步骤三，用布氏漏斗抽滤，并用去离子水洗涤至电导率合格，小于0.835，样品在140℃干燥10h，冷却后的块状金红石型钛白粉，用高速粉碎机初粉，再用气流粉碎机细粉，即可制得成品。

本发明的另一目的在于提供一种使用所述SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法的涂料。

本发明的另一目的在于提供一种使用所述SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法的塑料.

本发明的另一目的在于提供一种使用所述SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法的造纸工艺。

本发明的另一目的在于提供一种使用所述SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法的印刷工艺。

本发明提供的SiO₂对金红石型TiO₂表面改性的方法，以浆料pH、反应温度和浆料浓度、分散剂用量、转速、包膜剂用量和反应pH值等为主要研究因素，采用正交试验法对金红石型钛白粉进行研究，寻找硅包膜金红石型钛白粉的最佳工艺条件，为工业生产提供的理论的指导。

附图说明