[发明专利]一种增强金红石型钛白粉原体白度和亮度的方法

说明书

本发明涉及一种对现有工业金红石型钛白粉TiO₂表面处理加工的方法，特指采用在工业级金红石型TiO₂均匀分散的水‑乙醇体系中，以钛酸异丙酯为前驱体，通过控制水量以及脂肪胺(十二胺)的加入量，采用液相沉淀法对工业级TiO₂表面进行处理，从而能制备出高白度高亮度的金红石型钛白粉原粉的生产方法。

技术领域

本发明涉及一种对现有工业金红石型钛白粉TiO₂表面处理加工的方法，特指采用在工业级金红石型TiO₂均匀分散的水-乙醇体系中，以钛酸异丙酯为前驱体，通过控制水量以及脂肪胺(十二胺)的加入量，采用液相沉淀法对工业级TiO₂表面进行处理，从而能制备出高白度高亮度的金红石型钛白粉原粉的生产方法。

背景技术

工业级二氧化钛俗称钛白粉(Titanium Dioxide)以其晶型划分主要分为两种类型：锐钛型与金红石型。锐钛型钛白粉表面活性高，易导致基底材料光粉化，逐渐退出市场。金红石型钛白粉由于结构稳定，光惰性好，是目前世界上最好的一种白色无机颜料。被广泛应用于塑料、涂料、油墨、化妆品、造纸等领域。钛白粉(TiO₂)化学性质稳定，在常温下几乎不与其他物质发生反应，对氧、氮、氨、硫化氢都是稳定的，且不溶于水、脂肪、有机酸和弱无机酸。并且钛白粉有较高覆盖能力，折射率高,具有无毒、不透明性高、白度和光亮度都是最佳的，被公认为是当下性能最好的一种无机白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品及食品添加和医药等工业。TiO₂的颜料性能与表面形貌密切相关，表面粗糙程度直接影响其白度、亮度等颜料性质。

金红石型钛白粉的光化学稳定性、光泽折射率好于锐钛型钛白粉，所以决定了金红石型钛白粉的应用领域和需求量都大于锐钛型钛白粉。钛白粉的白度亮度很大程度上受到其原体的颗粒粒径，颗粒形状、表面形貌影响。球形颗粒与表面光滑的金红石钛白粉具有高的白度、亮度等颜料特性。因此制备高白度、高亮度的金红石型钛白粉最佳手段是制备球型TiO₂、且具备高的表面光滑程度。

目前钛白粉生产方法主要由硫酸法和氯化法，从国外来看，氯化法约占60％，硫酸法约占40％，而国内氯化法目前正式生产的厂家也屈指可数，大部分厂家生产的金红石型钛白粉仍然采用硫酸法，与氯化法钛白粉相比，白度、亮度均较低。

传统硫酸法工艺生产中，钛液水解制得的偏钛酸需在高温下长时间锻烧才能转变为金红石型晶型，必将导致粒子团聚或烧结，造成产品晶格缺陷过多，进而影响产品的白度、分散性、遮盖力和颜料性能。特别是硫酸法金红石钛白粉需经过雷蒙磨高速粉碎，导致二氧化钛表面缺陷较多，光洁度降低，影响了其白度、亮度。因此，本专利采用表面缺陷修复技术，对对金红石型TiO₂进行表面缺陷的修复，使颜料粒子外形圆滑，提高颜料性能。

TiO₂颜料在其主要应用领域中，白度、亮度都是要求很高的技术参数。作为光学性质的白度和亮度，是人们感觉白色颜料的光亮强度和色调两种光学效果，表示吸收和反射自然光之间的比量，是对自然光中不同波长的光波吸收和反射程度的标志，能对自然光波中七种色光波普遍而均匀的反射呈现白色。根据Kubelka-Munk理论，无限厚的涂膜(不透明膜)的亮度或反射率R与颜料对光的吸收系数K和散射系数S之比(K/S)成反比，即K减少或S增大，白度和亮度就增大。表面修复技术，将提高二氧化钛表面的反射率与散射系数，可提高其颜料性能。