[发明专利]一种利用超声振动进行表面包覆生产化纤钛白的方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工的超细颗粒表面处理技术领域，具体涉及一种利用超声振动进行表面包覆生产化纤钛白的方法，适用于合成纤维和人造纤维用的TiO₂消光剂的表面处理技术及超细加工生产方法。

背景技术

众所周知，通常的化学纤维，由于其表面光滑而具有一定的透明度。为了使化学纤维具有和天然纤维相仿的不透度，需要加入一定量的TiO₂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，以及在亲水介质中具有较强的分散性。因此在涤纶、湿法腈纶和粘胶纤维等化学纤维的生产过程中，TiO₂已被作为公认的消光剂而得到广泛应用。由于纤维很细，生产过程又是在高温环境下进行，所以对二氧化钛的超细加工和精细表面处理显得尤为重要，属于化纤消光剂的核心技术。

目前由普通的TiO₂通过表面处理成为可用于化纤工业的化纤钛白，即消光剂，有以下两种方法：

其一为湿法生产工艺，在水相中通过对TiO₂颗粒表面进行表面包覆改性，以降低其光敏性及提高它的分散性。许多文献相继公开了TiO₂的湿法表面包覆技术及其制备方法，如：

1、美国专利US350588A和德国专利DE1060378A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表面酸性，以降低二氧化钛的光敏性，从而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，是在水相中，将铝化合物和硅化合物与硅酸锰同时沉淀(或包覆)在钛白颗粒的表面，强化了锰包膜的稳固程序，提高了锰包膜后钛白粉体的白度和耐候性；3、日本专利JP7883525A、前苏联专利SU1114616T和美国专利US4183768A公开了一种将煅烧得到的锐钛型钛白，在水相中采用铝、硅、磷和钛等元素离子进行表面包膜处理，得到一种可以用作合成纤维颜料类的钛白。中国专利CN200610102314，公开了一种对钛白表面进行无机包覆技术的系统研究方法。

由于上述各种专利方法，均在水相中进行，即在一定浓度的钛白和去离子水的悬浮液中进行。该类方法的优点在于：TiO₂表面包覆均匀，产品性能稳定，但存在能耗大的缺点，这是由于包覆所得的产品为含水悬浮液，需要通过干燥才能得到粉体产品，故每生产一吨化纤钛白，至少要干燥除去1吨以上的水分，造成能耗过大，生产成本过高。特别在低碳经济时代，能耗高意味着碳排放量大。目前约50％～80％以上的化纤钛白产品仍采用该类方法生产。

其二为干法生产工艺，这是针对湿法生产技术存在的缺点，旨在降低生产成本，减少碳排放而进行的一种改造。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”采用气流雾化的原理，在钛白被气流粉碎的同时，对TiO₂表面进行有机包膜处理。这种方法的优点是生产成本相对较低，且产品的分散性能好。但气流粉碎过程的成本仍相对较高，而且不可避免地造成粉尘污染。所以产业部门希望相关的科技工作者作进一步的创造性改进，提供一种更节能又环保的化纤钛白的生产方法。

不管是湿法还是干法生产工艺，进行表面包覆多采用搅拌的形式增加表面包覆的均匀性，但搅拌所产生的离心力大小是随着搅拌半径而变化的，离心力的不断变化会降低表面包覆的均匀性。

发明内容

本发明的目的是为解决目前化纤钛白生产方法表面包覆的均匀性差、能耗高和污染大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种利用超声振动进行表面包覆生产化纤钛白的方法，包括如下工艺步骤：

(1)首先以普通锐钛型钛白TiO₂为原料，按重量百分比TiO₂：溶剂＝10％～60％：90％～40％将TiO₂和溶剂一起置于第一超声振动器中，高频振动10分钟，分散成固/液浆料；然后过滤除去浆料中的杂质和粒径大于3～5μm的钛白粗颗粒，再将浆料泵入具有搅拌器的储罐中；