[发明专利]高耐光性钛白粉的制备方法

说明书

高耐光性钛白粉的制备方法，属于化工领域。本发明高耐光性钛白粉的制备方法，以二洗偏钛酸为原料，依次进行盐处理、锰掺杂、煅烧处理，冷却后经研磨制得钛白粉初品，其中，盐处理过程依次加入煅烧晶种、铝的化合物、钾的化合物、磷的化合物。本发明通过掺杂Mn元素以及合理的煅烧过程控制，制得的钛白粉初品粒径分布均匀，主要颜料指标优异，具有优异的耐光性，且对后续工序无影响。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及钛白粉的制备方法，更具体的讲涉及高耐光性钛白粉的制备方法。

背景技术

二氧化钛(俗称钛白粉)是目前世界上最佳的白色颜料，不但物理化学性质十分稳定，还具有高折射率、最佳的遮盖力、最佳白度和光亮度等优良的光学电学性能，广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、电子等领域。

耐光性是指含有二氧化钛颜料的制品暴露在室外气候环境下，抵抗日光避免发生变色、粉化、失光的能力。二氧化钛颜料的光化学活性是影响耐光性的主要因素，由于二氧化钛本身存在一些晶格缺陷，其表面上存在许多光活化点，对可见光紫外光谱段有轻微的吸收，长期在紫外光的照射下，如果有水等催化剂的作用，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，生成羟基和过氧羟基自由基，它们具有高度的活性，能使制品中的有机聚合物氧化，发生高分子链断链和降解，破坏制品的连续性，使制品的耐光性降低。因此，需要通过掺杂高变价元素来抑制二氧化钛在光照条件下逃逸电子的能力，降低其光化学作用的破坏力，从而提高制品耐光性。

专利CN103496739A提供了一种耐候性钛白粉的制备方法，该方法包括对经过漂白、二次水洗后的偏钛酸进行掺杂，所述掺杂方法为向二次水洗后的偏钛酸中依次加入磷化合物、镁化合物、锑化合物、铝化合物、锂化合物、钾化合物的水溶液，混合均匀。但是锑具有毒性，以锑化合物作为盐处理剂，在生产和使用过程中会对人体造成危害。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供高耐光性钛白粉的制备方法，以二洗偏钛酸为原料，依次进行盐处理、锰掺杂、煅烧处理，冷却后经研磨制得钛白粉初品，其中，盐处理过程依次加入煅烧晶种、铝的化合物、钾的化合物、磷的化合物。

其中，锰掺杂加入氧化锰、硫酸锰或高锰酸钾中的至少一种。

其中，以偏钛酸中TiO₂质量为基准，锰掺杂加入量以锰元素计为0.01～0.3wt％。

其中，煅烧处理过程先升温使物料脱水，然后升温脱硫，最后升温完成锐钛型二氧化钛向金红石型二氧化钛的转化。

其中，锰掺杂后先在60-120℃进行烘干，然后进行煅烧处理，具体为温度升至150～250℃，保温60～180min，使物料脱水，温度升至500～650℃/min时，保温60～180min，使物料脱硫，温度升至700～800℃/min时，保温60～180min，使物料开始晶型转化，温度升至850～1000℃/min时，保温60～180min，使物料完成锐钛型二氧化钛向金红石型二氧化钛的转化。

其中，煅烧处理过程升温速率控制在1～30℃/min。

其中，物料脱硫后直到整个煅烧过程结束在氧气氛中进行。

其中，铝化合物为氧化铝；钾化合物为碳酸钾、硫酸钾、氯化钾或氢氧化钾中的一种或多种；磷化合物为磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵或磷酸二氢铵中的一种或多种。

其中，煅烧晶种是漂洗后偏钛酸经碱溶、碱洗、调酸、精制、酸溶制得，活性大于98.5％；铝化合物优选氧化铝粉末；钾化合物优选碳酸钾溶液、硫酸钾溶液、氯化钾溶液或氢氧化钾溶液中的一种或多种；磷化合物优选磷酸溶液、磷酸铵溶液、磷酸一氢铵溶液或磷酸二氢铵溶液中的一种或多种。

本发明的有益效果：