[发明专利]叶蜡石基复合钛白粉及其化学机械制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉体颜料，特别涉及一种叶蜡石基复合钛白粉及其化学机械制备方法。

背景技术

钛白粉(TiO₂)是用途极为广泛的化工原料之一，主要用于涂料、塑料、造纸工业以及搪瓷、橡胶、油墨和纺织、化纤、化妆品等行业，由于其具有高遮盖力、高白度、高消色力以及高的光洁度和强耐候性，同时还具备化学惰性、无毒、对人体无害等性能，因而成为迄今为止性能最好的白色颜料。但目前，钛白粉颜料生产中存在着两个主要问题：一，钛白粉生产中钛资源短缺；二，传统的钛白粉的制备过程产生较大的环境污染。与此同时，单一的钛白粉在应用中的问题是成本高，且用于外墙的涂料容易变色、耐酸雨性能差、易粉化剥落。

随着社会工业化步伐的加速，钛白粉需求量与日俱增，钛白粉的供需矛盾显得尤为突出。为此，钛白粉的代用品的合成已成为必然。钛白粒子的颜料性能主要是通过光学性能体现，光学性能主要取决于TiO₂粒子的表面性能，而粒子的内核则没有发挥应有的作用。

目前，常用的复合钛白粉的包覆制备工艺，较多使用的是白色矿物粉体如碳酸钙、高岭土、煅烧高岭土和重晶石等为包核基体，晶体TiO₂为包膜物，在湿法超细研磨体系中，通过粒-粒包覆改性方式，实现TiO₂在包核基体表面的反应包覆和改性修饰，或采用钛盐溶液先进行无机镀膜改性，经漂洗后在回转窑中进行较长时间的高温晶化焙烧，由此制备了具有颜料二氧化钛性质的白色矿物粉体-TiO₂复合白色颜料。

上述工艺制备的复合钛白粉具有良好的遮盖力，但其工艺过于冗繁，用电能耗大，设备投资成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种成本低廉、工艺简单的叶蜡石基复合钛白粉及其化学机械制备方法。

为实现上述目的，一种叶蜡石基复合钛白粉，包括有叶蜡石及金红石型钛白粉及改性剂，叶蜡石与金红石型钛白粉的质量比为50-90∶50-10，叶蜡石的蓝白光度为75-84，改性剂的浓度为0.5mol/L～5mol/L。

其中，改性剂为盐酸溶液，盐酸溶液的浓度为0.5mol/L～5mol/L。

本发明以叶蜡石粉体与普通金红石型钛白粉为原料，辅以适量表面改性剂，在叶蜡石基体表面包覆钛白粉颗粒从而得到复合粉体，叶蜡石的市场价较低，而且借用少量的金红石型钛白粉便生产出更多的复合钛白粉，降低了投资成本，同时也提高了复合钛白粉的产量；制备出的复合钛白粉具有良好的遮盖力。

一种叶蜡石基复合钛白粉的化学机械法制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)配置改性溶液：配置浓度0.5mol/L～5mol/L的改性酸溶液；

2)制浆：将叶蜡石与步骤1的改性酸溶液混合成悬浮浆液；

3)改性：将步骤2的物料进行搅拌改性，搅拌时间为2-4h，制成改性后的叶蜡石粉体；

4)水洗：将步骤3中经过改性后的叶蜡石粉体进行水洗脱酸；

5)干燥：将步骤4中叶蜡石粉体进行水洗脱酸进行干燥；

6)球磨包覆：将步骤3中改性后的叶蜡石粉体与金红石型钛白粉以质量比为50-90∶50-10的比例置入球磨罐中加水湿法球磨；

7)干燥：将步骤5中球磨后的物料进行干燥；

8)高温煅烧：将步骤6干燥后的物料进行高温煅烧。

制浆过程中的改性酸溶液为盐酸溶液，其浓度为0.5mol/L～5mol/L。也可为草酸溶液，其浓度为0.5mol/L～5mol/L。

步骤6球磨后物料经过洗涤，然后转至干燥。

步骤6中的球磨速度为200～300r/min，球磨时间为1～5h；步骤8中高温煅烧的温度为700～1000℃，煅烧时间1～3h。

本发明的制备方法生产工艺简单，能耗低，可行性较强，且生产出的复合钛白粉白度较高、遮盖力很强，其遮盖力已经与金红石型钛白粉相当。需要说明的是，本发明中添加洗涤工序是为了去除球磨后物质中存在的杂质，从而提高最后制品的纯度。另外，增加过滤工序则是为了提高制品的干燥速度，同时防止物质处于干燥过程中结块。。

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述：

附图说明

图1为本发明制备工艺流程图；

图2为本发明的不同颜料检测结果示意图。

具体实施方式