[发明专利]一种高吸油值二氧化钛/高岭土复合材料的制备方法

说明书

一种高吸油值二氧化钛/高岭土复合材料的制备方法，属于煤系高岭土的资源化利用技术领域，可解决现有二氧化钛复合材料难以同时达到高吸油值和高白度的问题，本发明将高岭土分散在水中，搅拌均匀制备成高岭土浆液。称取钛盐溶解于水中，将钛盐溶液加入到高岭土浆液中，其中钛盐与高岭土的质量比为0.05~0.30。将钛盐水溶液匀速滴加进高岭土浆液中，在搅拌的条件下反应30min，期间通过氨水调节pH为2.0~4.0之间。将反应混合物转入反应釜，在120℃反应2h；反应结束后，抽滤水洗、烘干，在700~900℃空气条件下煅烧2h。制备出的二氧化钛/高岭土复合材料的吸油值高达148 g/100g，白度达到92.3。

技术领域

本发明属于煤系高岭土的资源化利用技术领域，具体涉及一种高吸油值二氧化钛/高岭土复合材料的制备方法。

背景技术

钛白粉（二氧化钛）是优异的白色颜料和涂料，具有广泛的用途。我国是钛白粉的消耗大国，钛白粉的产量不足，价格高昂，依赖国外进口。钛白粉目前的生产方法主要由原钛矿通过酸法得到硫酸钛或四氯化钛，再经过溶液中沉淀、过滤、洗涤和焙烧等工艺得到钛白粉。钛白粉制备工艺对设备要求高，能耗较高，而且不可避免地产生三废，对环境产生不利的影响。钛白粉作为颜料和涂料使用时通常只有其粒子表面被利用，其占总量60%左右的内核形式没有得到充分利用。因此可以通过制备二氧化钛复合材料，降低钛白粉的用量。制备二氧化钛复合材料的方法是通过将二氧化钛包裹在一些材料的表面，降低复合材料中的二氧化钛的用量。报道中做为内核的材料有二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锆、伊利石和高岭土等。其中高岭土作为复合材料的内核具有良好的发展潜力。我国煤系高岭土储量大，尤其是山西、内蒙等地的煤系高岭土产量大，化学性质稳定，是重要的矿产资源。然而煤系高岭土的白度和吸油值较低，限制了其作为高档涂料的使用范围，通过在高岭土表面包裹二氧化钛，提高材料的白度，使其达到涂料的使用的要求。然而文献及专利中的报道，二氧化钛复合材料难以同时达到高吸油值和高白度的特性。例如，Lu等人报道（PowderTechnology, 2009, 196, 122-125）以10%TiCl₄-盐酸溶液和高岭土为原料，在85℃条件下，通过NaOH调节溶液pH，经沉淀，洗涤焙烧后得到二氧化钛/高岭土复合材料，但复合材料的白度较低，最高仅达到70.31。陈洁渝等（非金属矿，2008，31，6，38-40）采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛/高岭土复合材料,复合材料的吸油值30g/100g。

发明内容

本发明针对现有二氧化钛复合材料难以同时达到高吸油值和高白度的问题，提供一种高白度、高吸油值的二氧化钛/高岭土复合材料的制备方法，该制备工艺简单成本低，所得到的复合材料的白度和吸油值都较高，具有较好的应用前景。

本发明采用如下技术方案：

一种高吸油值二氧化钛/高岭土复合材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将高岭土粉末加入去离子水中，充分搅拌，制成高岭土浆液；

第二步，将钛盐溶于水中制备成钛盐溶液；

第三步，将钛盐溶液加入高岭土浆液中，搅拌均匀，使用氨水溶液调节反应体系的pH值，反应结束后将混合溶液置入反应釜反应；

第四步，反应结束后，对混合溶液进行抽滤水洗，烘干；

第五步，将烘干后的固体煅烧，得到二氧化钛/高岭土复合材料。

第一步中所述高岭土浆液中高岭土的质量浓度为15-30%。

第二步中所述钛盐包括硫酸钛或四氯化钛，所述钛盐溶液的质量浓度为5-20%。

第三步中所述钛盐溶液中的钛盐与高岭土的质量比为0.05-0.2，调节体系的pH为2-4，反应釜的温度为100-120℃，反应时间为2-3h。

第五步中所述煅烧温度为800-900℃，煅烧时间为2-3h。