[发明专利]一种锦纶化纤消光用钛白粉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用作锦纶化纤消光剂的复合钛白粉，其由介孔硅包覆的超细钛白粉主组分、非晶态硅核铝基钛白粉辅助组分混合组成，且混合物料经过表面处理。其中，介孔硅包覆的超细钛白粉重量比例不低于50wt％；介孔硅包覆后的超细钛白粉D90粒径≤0.3μm；非晶态硅核铝基钛白粉D90≤0.45μm。本发明的复合钛白粉粒径范围对应于可见光波长一半左右，具有显著改善的颗粒均匀度及消光性能。

技术领域

本发明涉及锦纶化纤消光剂技术领域，尤其是涉及一种用作锦纶消光剂的复合钛白粉及其制备工艺。

背景技术

锦纶化学纤维又称聚酰胺纤维或尼龙，是一种机械性能优良的纺织纤维，但是普通锦纶纤维由于分子排列整齐导致对光强烈反射，从而产生刺眼的光泽和较高的透明度。为了解决这个问题，通常在合成纤维中添加功能性无机粉体例如锐钛型二氧化钛，即锦纶纤维的消光剂。

二氧化钛是目前市场上遮光力、白度等综合性能较好的化纤添加剂，但是成本低廉的锐钛型二氧化钛具有光催化活性，会降解聚酰胺分子导致锦纶纤维的老化问题，需对其进行包覆改性以获得较稳定、具有更好分散性的产品。

另外，大量研究证实发现，二氧化钛的粒径在可见光波长的一半左右时(即粒径分布应对于可见光波长范围的一半))消光效果最佳(此时散射和衍射性能基本平衡)。但是目前工业生产的锐钛矿型二氧化钛的粒径较大，不能达到最佳的消光效果；当直接采用二氧化钛超细粉时，又容易团聚(甚至堵塞喷丝孔)，在锦纶纤维中分布不均匀，可纺性差。同时，直接采用钛白粉容易导致光催化的产生。

为了克服二氧化钛的上述缺点，现有技术中通常方法是对锐钛矿二氧化钛进行超细研磨后再经表面包覆等后处理，具体手段包括采用无机颗粒包覆或有机聚合物包覆，即在二氧化钛表面包覆一层或多层致密的氧化物类无机物颗粒层(如氧化硅、氧化铝等)，从而避免二氧化钛与纤维接触。也有方法通过在二氧化钛表面形成有机包覆层来遮光。如CN109881278A公开了一种粘胶纤维消光用二氧化钛的制备方法及应用：将颜料级锐钛型二氧化钛分散成水浆，进行研磨、稀释、分级去除大颗粒；然后对二氧化钛颗粒表面进行包覆水合氧化硅、水合氧化锆和水合氧化铋；最后引发自由基聚合在改性后的二氧化钛颗粒表面包覆一层聚合物，得到粘胶纤维消光用二氧化钛。该方法采用多层包覆，完全遮盖了内部的氧化钛，几乎等于丧失了氧化钛本身的作用，仅仅起到颗粒核心的效果。

CN103333527A公开了一种锦纶化纤用表面消光剂的制造方法。在无机包覆过程中用硅醇盐、钛醇盐，在钛白粉表面包覆一层无定形硅或钛。CN107541097A公开了一种无机和有机包膜的钛白粉的制备方法。具体公开了采用NaAlO2溶液制备包铝钛白粉，再利用甲基含氢硅油和六甲基二硅氮烷对包铝钛白粉进行有机包膜处理。

CN 112457691 A公开了一种低光催化活性的消光剂及其制备方法和应用。该消光剂包括钛白粉内核和接枝于钛白粉内核上的受阻胺层，制备方法如下：(1)将钛白粉制备成钛白粉分散液；(2)加入pH调节剂将钛白粉分散液的pH调节至7-10后，再加入受阻胺，进行研磨，制得改性钛白粉分散液；(3)回收改性钛白粉，获得低光催化活性的消光剂。

CN 113462198 A涉及一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，包括以下步骤：S1，制备精钛液；S2，取步骤S1制备的精钛液与钡盐进行反应，利用硫酸钡合成的共沉淀的方式，使精钛液中的硫酸根被钡离子沉淀为硫酸钡沉淀，同时精钛液随着酸度降低沉淀为水合二氧化钛，得到硫酸钡与水合二氧化钛的共沉淀物；S3，将步骤S2得到的硫酸钡与水合二氧化钛的共沉淀物经过滤洗涤、煅烧、粉碎、后处理得到钛白粉和硫酸钡的复合粉体。

CN 109852104A涉及一种锦纶化纤用消光剂的制备方法，包括：制备锐钛矿钛白超细粉；制备铝包膜钛白粉浆料；偶联剂法表面接枝改性。

然而，上述现有技术存在如下的一种或多种缺陷：