[发明专利]一种钛白粉致密硅铝包膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于钛白粉领域，具体涉及一种钛白粉致密硅铝包膜的方法。

背景技术

二氧化钛由于其半导体性质，具有较强的光催化活性，在太阳光尤其是紫外线照射下能降解与之接触的有机物，造成涂料黄变、粉化等现象。为了提高二氧化钛颜料的耐候性，适当的表面处理非常必要。根据“异相成核”优于“均相成核”理论，容易在TiO₂粒子表面沉淀水合二氧化硅膜。但是由于水合二氧化硅膜的主要成分是原硅酸或偏硅酸的聚合物；这种聚合物具有分子量大、结构疏松、沉淀速率快等特性，要让其均匀而致密地将TiO₂颗粒表面全部包覆，难度非常大：过快的沉淀速率一方面容易在TiO₂颗粒表面局部包覆，即仅包覆某一点或某一片，另一方面容易自身成核而不沉淀在TiO₂颗粒表面，硅的用量增加又达不到均匀致密包覆目的。

目前，生产中与文献报道的氧化硅包膜工艺选用的硅原料为硅酸盐或四氯化硅。美国专利US2885366，US3928057，US4125412，US5041162，US7682441B2均使用硅酸盐为原料，通过湿法处理包覆二氧化硅。美国专利US6852306B2，US7029648B2使用四氯化硅为原料通过气相法包硅。中国专利CN100506923C和CN100506922C也使用硅酸盐为原料包覆二氧化钛颜料。目前还未见以原硅酸、低碱度偏铝酸钠为原料制备硅铝包膜的二氧化钛颜料的公开专利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型的钛白粉致密包膜的方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了一种钛白粉致密硅铝包膜的方法，该方法包括以下步骤：

A、将钛白初品打浆，控制打浆浓度以TiO₂计为150～350g/L，加入无机碱控制浆料pH值至9.0～11.0，得浆料a；

B、将浆料a加热至60～90℃，加入原硅酸和无机碱，控制浆料pH值至8.0～11.0，熟化1～3h，得浆料b；

C、调节浆料b温度至50～90℃，加入无机酸和偏铝酸钠，或者加入无机酸、偏铝酸钠、硫酸铝和无机碱，控制终点浆料pH值至6.0～10.0，熟化1～3h，包膜完成。

其中，上述方法中，步骤B中，将浆料a加热至75-90℃；所述原硅酸的加入量以SiO₂计为钛白初品中TiO₂重量的1～5％；所述无机碱的加入量为控制浆料pH值至8.0～11.0；加入原硅酸和无机碱的总时间为2～4h。

其中，上述方法中，步骤C中，调节浆料b温度至60-80℃；加料和调节pH的总时间为1～4h。

其中，上述方法中，步骤C中，当加入无机酸和偏铝酸钠时，偏铝酸钠的加入量以Al₂O₃计为钛白初品中TiO₂重量的1～5％，无机酸的加入量为控制浆料pH值至6.0～10.0。

其中，上述方法中，步骤C中，当加入无机酸、偏铝酸钠、硫酸铝和无机碱时，加料步骤为加入无机酸，控制浆料pH至2.5～3.5，再加入偏铝酸钠，控制浆料pH至9.5～10.5，然后加入硫酸铝，控制浆料pH至4.5～5.5，最好加入无机碱，控制终点浆料pH至6.0～10.0。

其中，上述方法中，步骤C中，偏铝酸钠和硫酸铝的总加入量以Al₂O₃计为钛白初品中TiO₂重量的1～5％。

其中，上述方法中，步骤C中，所述无机酸为硫酸、盐酸中的至少一种；优选质量浓度为5～10％的盐酸。

其中，上述方法中，步骤C中，所述偏铝酸钠的浓度为100～300g/L的低碱度偏铝酸钠。

其中，上述方法中，所述无机碱为氨水、氢氧化钠中的至少一种；优选质量浓度为10～20％的氢氧化钠溶液。

其中，上述方法中，还包括步骤D，将包膜完成的二氧化钛浆料进行过滤、洗涤、干燥和气流粉碎。

本发明的有益效果：

本发明方法创造性的以原硅酸为硅源，以低碱度偏铝酸钠，或者以低碱度偏铝酸钠和硫酸铝为包铝原料，对二氧化钛进行致密硅铝包覆，包括在二氧化钛颗粒表面包覆第一层二氧化硅包覆层及第二层氧化铝包覆层，包覆效果均匀致密，显著提高了二氧化钛颜料的耐候性，为二氧化钛表面包覆提供了一种新途径；本发明方法操作简单，生产工艺劳动强度低，成本低，值得推广应用。

具体实施方式