[发明专利]包核钛白粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合钛白粉及其制备方法，尤其是一种包核钛白粉及其制备方法。

背景技术

颜料钛白粉具有良好的遮盖力、着色力和不透明性，能耐光、耐热和耐酸碱，是一种应用广泛、性能最佳的一种白色颜料，广泛运用于涂料、塑料、造纸、油墨、橡胶、陶瓷、化纤和化妆品等领域，随着国民经济的高速发展，钛白粉需求量不断上升，由于世界钛资源的相对紧缺、且钛白粉加工工艺复杂化、能耗大及环保投入高的限制，出现了钛白粉供不应求的局面；目前钛白粉的生产成本约12000-15000元/吨，与此同时，资源的合理利用是我国长期发展的战略目标，为此钛白粉的代用品的合成已成为必然。

99年2月3日公开的中国专利CN1206727A，涉及一种纳米复合钛白粉的制备方法，是以高岭土或其它矿石粉碎成800-2000目的矿石粉，加入到0.2-2.0mol/L的TiOSO₄、Ti(SO₄)₂或TiCl₄溶液中进行预处理1-12小时，然后将与钛溶液等摩尔浓度的NaOH溶液加入到不断搅拌的处理液中，反应时间1-6小时，待钛沉淀完全，复合钛白沉淀在母液中陈化一段时间后，经离心、洗涤、烘干、焙烧得到纳米级复合钛白粉，具有钛白粉的白度，其它性能与钛白粉相当，是一种以经粉碎的天然矿石粉为核心，表面均匀包覆了一层纳米级超细TiO₂而成。

2007年12月3日申请的中国专利200710190913.4涉及一种制备云母钛纳米复合材料的方法，特指以湿法绢云母为基材、掺杂少量La³⁺、化学沉积法制备云母钛珠光颜料的制备方法。具体步骤为：将绢云母粉均匀分散在蒸馏水中，置于80-90℃水浴中；缓慢滴加La(NO₃)₃溶液(La³⁺∶绢云母＝1-5wt％)，搅拌0.5-1h；按质量比缓慢滴加16wt％的TiCl₄溶液(如包覆10％TiO₂滴加84ml)，同时滴加NaOH溶液，使体系的pH值维持在1.8-2.2，反应2-4h；用蒸馏水洗涤至其滤液电导率小于1Oms/s；在100-120℃下干燥10-18h；放入马弗炉中缓慢升温至800-1000℃，焙烧O.5-2h，即得到产品。

上述的两个专利中是以TiCl₄、TiOSO₄或是Ti(SO₄)₂为原料，在工业生产中使用TiCl₄无论是储存和运输还是生产使用都是存在着较大的安全隐患，受热或遇水剧烈分解，放出有毒有害的腐蚀性烟气。TiOSO₄、Ti(SO₄)₂溶液的酸度较高，且水解沉积过程中也产生大量的硫酸，这样生成过程中产生的废水的酸度很高使后期废水处理成本增加。TiCl₄、TiOSO₄和Ti(SO₄)₂工业购买成本高，导致包核钛白粉的生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的生产工艺生产成本高、环保运行成本高和生产过程中使用TiCl₄的安全隐患大的问题，本发明提供一种产品性能与钛白粉相当的包核钛白粉和安全系数高的生产工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种包核钛白粉(包膜量低于20％又可称为包膜钛白粉)，具有内核和包膜层，内核为粒度大于2500目，白度大于90％的矿石粉，包膜层为纳米级金红石型二氧化钛，所述的超细矿石粉物料为高岭土、硅石粉、云母粉、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡或白炭黑，可使内核表面能被纳米级金红石型二氧化钛完全包膜。

本发明中的包核钛白粉的制备方法具有以下步骤：

a.原料矿石粉制浆：用粒度为800-2500目，白度大于90％的矿石粉进行湿磨分级处理，用经湿磨处理后粒度大于2500目的矿石粉制成浓度为15-35wt％的悬浮液；

b.包核处理：将矿石粉悬浮液进行搅拌的同时加热到70-110℃，再加入10-50wt％纳米金红石型二氧化钛乳液，体系pH值在1.0-4.0，制成包核钛白粉浆；

c.包核钛白粉浆催化处理：向包核钛白粉浆中加入0.5-1.5wt％(以氧化物计)催化剂搅拌2-3小时；