[发明专利]一种高品质的消光剂复合表面处理与加工方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工的超细颗粒的表面处理技术领域，涉及一种适用于化学合成纤维和 人造纤维的TiO₂消光剂的复合表面处理技术和生产方法。

技术背景

通常化学纤维表面光滑，具有一定的透明度。为了使化学纤维具有和天然纤维相仿的不 透明度，需要加入一定量的二氧化钛消光剂。二氧化钛是一种无机化合物，其分子式为TiO₂。 经过表面处理后的二氧化钛具有良好的遮盖力、折射率及其在亲水介质中较强的分散性，因 而在涤纶、湿法腈纶和粘胶纤维等化学纤维的生产过程中，常被作为消光剂而得到广泛的应 用。由于纤维很细，聚合过程又是在高温环境，对二氧化钛的质量要求较高，而且要求始终 保持稳定的品质尤为重要，通常属于化纤消光剂加工的核心技术。众所周知，由于TiO₂除了 具有良好的消光功能外，它还具有化学活性，因而存在着习惯上所说的耐候性差的缺点。为 了保持TiO₂良好的消光性能，克服其耐候性差的缺点，为此很多现有技术，对二氧化钛颗粒 表面开展了无机材料包覆处理研究，旨在提高其耐候性。许多专利文献公开了TiO₂颗粒表面 包覆的技术及其制方法，如：1、美国专利US 350588A和德国专利DE 1060378A公开了一种 以水溶性的二价锰、钴或铈的磷酸盐或醋酸盐对钛白进行改性，从而降低二氧化钛的光敏性， 以提高聚酰胺纤维的品质；2、世界专利WO8301780A公开了一种用锰包覆的TiO₂。将铝化合 物和硅化合物与硅酸锰同时沉淀在钛白颗粒的表面，强化了锰包膜的稳固程序，提高了锰包 膜后粉体的白度和耐候性；3、日本专利JP 7883525A、前苏联专利SU1114616A和美国专利 US 4183768A公开了一种在煅烧得到的锐钛钛白表面进行铝、硅、磷和钛等的包膜处理，可 以用作合成纤维颜料的钛白。中国专利CN200610102314亦对钛白表面的无机包覆进行研究。 上述的公知技术在改善TiO₂颗粒耐候性方面起到的积极作用，但这些产品若直接用于化纤工 业中，颗粒的细度和分散性是远远不够，在使用中极易造成断丝和拉丝组件压力升高，必须 要再进一步作表面分散和有机包膜处理。而中国专利CN200510023592《一种以普通TiO₂*为 原料通过干法表面处理加工成化纤钛白的方法》为一种化纤消光剂的干法生产技术，它对TiO₂表面进行了分散和有机包膜处理，但未采用无机的包覆来改善TiO₂的耐候性。这种产品主要 可用于涤纶聚酯工业，而对其他化学纤维产品如：晴纶、锦纶、粘胶等品种，随着时间的延 长，TiO₂耐候性的不足，其消光的作用会逐步降低。

因此，如何全面克服现有技术各自的缺陷，提供一种高品质消光剂(以TiO₂为核心的消 光剂)，对推动化纤工业的发展有着十分积极的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高品质的消光剂复合表面处理与加工方法，旨在通过湿法无机包 覆处理，超细粉碎，以及干法的表面处理三者有机结合起来，使TiO₂消光剂既具有良好的消 光性、耐候性，又具有良好分散性和稳定性以及广泛的适用性，从而进一步有力地推动化纤 工业的技术进步。

本发明的构思是这样的：

首先将国产锐钛型钛白原料和去离子水一起打浆，在特定的条件下进行表面包覆硅和铝 (氧化物)处理，获得一种钛白(TiO₂)表面包覆有SiO₂和Al₂O₃的钛白制品；继而在中性条 件下进行水洗、去除杂质离子，过滤以及烘干处理，获得一种经包覆处理的钛白中间产品供 下一步使用；然后将上述钛白中间产品，进行气流超细粉碎，加工成粒径为亚纳米级的微粒 ≤0.3μm，以大幅提高产品的适用性。