[发明专利]二氧化钛颜料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于二氧化钛生产领域，具体涉及一种二氧化钛颜料的制备方法。

背景技术

二氧化钛(TiO₂)是一种白色颜料，常被应用于诸多领域，如涂料、塑料、纸张、层压板或其他涂料体系中。在TiO₂表面处理的过程中，在特定的条件下添加某些化学品会明显的增加颜料在产品应用中所需要的性能。如在遮盖力、分散性和光稳定性。

未经表面处理的钛白粉耐候性能较差，如果在表面处理的过程中，在特定的条件下添加某些化学品会明显增强颜料的耐候性能，最常见的是铈、锆、硅、磷、铝的一些化合物，国内外钛白粉制造商通过各种努力通过颜料的表面处理来解决这种问题。

美国专利US5785748公开了一种用于制造二氧化钛颜料的工艺，它是将浓磷酸在加热的情况下和铝化合物反应生成澄清透明的溶液，然后将稀释后的溶液加入到钛白粉浆料中，并加入一种碱性化合物使浆料pH至少达到3.5；并且在浆料干燥之前加入一种作为氧化剂的化合物如硝酸钾、碘酸钾或硫酸铜等进行包覆来提高二氧化钛颜料的耐光性。这种方法由于在磷酸盐配制时磷酸必须大幅过量才能保证溶液的透明，大量游离的磷酸只能用碱中和，造成了资源的浪费。

美国专利US4461810公开了一种提高钛白粉耐光性的方法，在钛白粉的包膜剂中加入一种铈盐来确保钛白粉的耐光性。但是铈盐可能会使钛白粉的色相偏黄，而且也会大幅增加生产成本。

美国专利US061013A2公开了一种制备层压纸专用钛白粉的工艺，该发明是水性二氧化钛浆料，不需要加入分散剂而只通过调节pH值来进行包膜，包膜层为第一层包覆磷酸铝，第二层包覆氧化铝。该发明方法要求包覆磷酸的量较大，约2.2～5.0％，容易导致滤液中存在大量游离的磷酸，造成环境污染，且其浆料不加入分散剂只适应于氯化法初品，其产品达不到耐候性的要求。

中国专利CN101857736A公开了一种通过锆、磷、铝包膜来提高钛白粉的耐光性的方法。但是锆是一种相对昂贵的原料，在实际生产中会增加生产成本，而且改善耐光性作用有限。

中国专利CN1850915A公开了一种利用硅铝包膜来提高钛白粉的耐候性的方法，但该发明要求氧化硅和氧化铝的包覆量不能低于3.5％，并且包膜温度低于85℃，不利于形成致密氧化硅膜。

中国专利CN103709792A利用顺流包覆硅酸钠和并流磷酸铝来进行包覆，且包覆量较大，但该方法顺流包覆二氧化硅不够致密，导致产品耐候性欠佳，而且磷酸量较多，导致磷酸铝自身成膜，降低耐候性。并且磷酸过量容易导致滤液中存在大量游离的磷酸，造成环境污染。

因此，本领域技术人员需要一种耐候性高、对环境更友好的二氧化钛颜料的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐候性高、对环境更友好的二氧化钛颜料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：

a、将二氧化钛初品粉碎后加水制成浆料，加入分散剂，再调节浆料pH值为9.0～11.0；

b、加热浆料至80℃～100℃，加入硅酸钠，调节浆料pH值为8.0～10.0，熟化；

c、将熟化后的浆料降温至50℃～70℃，加入磷酸根化合物，并流加入含铝化合物以使生成磷酸铝，控制磷酸根化合物与含铝化合物的加入速度以使浆料pH值为5.0～9.0，熟化；

d、向浆料中加入含铝化合物与剩余的磷酸根化合物反应，并流调节浆料pH值为9.5～10.5，熟化；

e、调节浆料pH值至7.0～8.0，过滤、水洗、干燥、粉碎得产品；

其中，步骤b中硅酸钠添加量以二氧化硅计，为浆料中二氧化钛质量的1.0％～5.0％；优选的，硅酸钠添加量以二氧化硅计，为浆料中二氧化钛质量的1.5％～3.5％；步骤c中磷酸根化合物添加量以P₂O₅计为浆料中TiO₂质量的0.5％～2％；优选的，磷酸根化合物添加量以P₂O₅计为浆料中TiO₂质量的0.5％～1.5％；步骤d中含铝化合物添加量以含铝化合物中的Al₂O₃计，为浆料中TiO₂质量的2.0％～4.0％。

本发明技术方案步骤a中所述二氧化钛初品为金红石型二氧化钛初品。