[发明专利]一种氯化法二氧化钛硅锆铝三元包膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种氯化法二氧化钛硅锆铝三元包膜的制备方法，步骤为：A.用蒸馏水将二氧化钛配制成浓度为500～600g/L的悬浮液，用NaOH水溶液调节pH值为9.5～10.5，加入偏硅酸钠搅拌制得二氧化钛浆料；B.用砂磨机对浆料进行研磨分散60～80min；C.将研磨分散后浆料打入包膜罐升温至60～80℃；D.用并流加入硫酸锆水溶液和硫酸铝水溶液，恒温搅拌；用NaOH调节pH值为7.0～8.0，保温搅拌熟化90～120min；E.用50～60℃蒸馏水对熟化后的硅锆铝包膜二氧化钛进行过滤洗涤；F.对过滤洗涤后的硅锆铝三元包膜二氧化钛进行闪蒸干燥和气流粉碎，制得硅锆铝三元包膜的二氧化钛。本发明工艺过程简单，操作简便，节能环保，三元包膜后二氧化钛具有良好的光泽性、水分散性和耐候性。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种氯化法二氧化钛硅锆铝三元包膜的制备方法。

背景技术

二氧化钛具有优越的白度、消色力、耐候性、耐热性和化学稳定性，特别是无毒性，可广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、化纤、橡胶、化妆品、食品和医药等领域。二氧化钛的主要生产工艺是硫酸法和氯化法，硫酸法是传统工艺，这种方法操作复杂、流程长、环境污染大，而氯化法生产技术先进，生产能力大，综合能耗低，产品质量好，氯气可循环利用，过程简单，可实现智能化操作，大幅度减少人力资源，成为目前世界上二氧化钛生产工艺的主流趋势。

由于二氧化钛具有较高的光化学活性，在光照条件下能够发生光化学反应，会破坏有机物质，致使材料耐候性减弱、易粉化、黄变、龟裂、脱落等现象发生，严重影响产品的使用寿命和性能。同时由于二氧化钛是一种亲水憎油的物质，表面不包覆的二氧化钛在各种溶剂和水性涂料中的分散性较差。二氧化钛制备工艺无法改变其光化学缺陷，只能降低其光化学活性，为了改善二氧化钛的分散性、光学稳定性和耐候性等性能，赋予二氧化钛新的应用性能，必须对其表面进行包膜处理。

国内外应用最多的无机包膜是硅、铝、锆、铈和锰等物质的氧化物，即在一定浓度的二氧化钛浆液中，加入酸性或碱性包膜剂，再以碱或酸中和，使包膜剂在一定条件下以水合氧化物的形式沉淀在粒子表面，但是使用单一的氧化物作为成膜物质存在很多不足，不能达到耐候性与分散性改善的使用要求，因而常进行二元或多元复合包膜。由于复合包膜工艺过程复杂，实现比较困难，因此国内外研究者比较少。

发明内容

本发明的目的是提供了一种氯化法二氧化钛硅锆铝三元包膜的制备方法，对氯化法生产的金红石型二氧化钛进行硅锆铝三元包膜，优化包膜工艺过程，改善包膜二氧化钛的光泽性、水分散性和高耐候性。

本发明采用的技术方案是：氯化法二氧化钛硅锆铝三元包膜的制备方法，包括以下步骤：

A、浆料配制：用蒸馏水将氯化法制备的二氧化钛配制成浓度为500～600g/L的二氧化钛悬浮液，用NaOH水溶液调节二氧化钛悬浮液的pH值为9.5～10.5，再加入分散剂偏硅酸钠，然后以300～400r/min的转速搅拌20～30min，制得二氧化钛浆料；

B、浆料研磨：将步骤A所配制的二氧化钛浆料用砂磨机进行研磨分散60～80min；

C、浆料升温：将研磨分散后二氧化钛浆料打入包膜罐，升温至60～80℃；

D、硅锆铝包膜：用两台蠕动泵同时并流加入硫酸锆水溶液和硫酸铝水溶液，硫酸锆水溶液的加入量以ZrO₂计为浆料中TiO₂质量的2.0～3.0％，硫酸铝水溶液的加入量以Al₂O₃计为浆料中TiO₂质量的2.5～3.5％，加入过程保持在60～80℃温度，以600～800r/min的转速搅拌；加完之后用NaOH水溶液调节浆料pH值为7.0～8.0，继续保温搅拌熟化90～120min，生成硅锆铝包膜二氧化钛；

E、过滤洗涤：用50～60℃蒸馏水对熟化后的硅锆铝包膜二氧化钛进行过滤洗涤至滤液电导率小于10μs/cm；