[发明专利]一种化纤钛白的表面处理技术及其生产方法

说明书

本发明属于化纤钛白技术领域，涉及一种用于涤纶、湿法腈纶和粘胶纤维等合成纤维和人造纤维的化纤钛白的表面处理技术和生产方法。

二氧化钛是一种无机化合物，其分子式为TiO₂。经过表面处理后的二氧化钛具有良好的遮盖力、折射率及其在亲水介质中较强的分散性，因而在涤纶、湿法腈纶和粘胶纤维等合成纤维和人造纤维的生产过程中，常被作为消光剂而得到广泛的应用，这种经过表面处理的二氧化钛亦称为化纤钛白。

许多专利文献公开了具有不同性能的化纤钛白及其制备方法，如：1.美国专利US 350588A和德国专利DE 1060378A公开了一种以水溶性的二价锰、钴或铈的磷酸盐或醋酸盐对钛白进行改性，从而降低二氧化钛的光敏性，提高聚酰胺纤维的拉伸率和撕裂强度；2.世界专利WO8301780A将铝化合物和硅化合物与磷酸锰同时沉淀在钛白颗粒的表面，强化了锰包膜的稳固程度，提高了锰包膜后粉体的白度和耐候性；3.日本专利JP 7583525A、前苏联专利SU1114616A和美国专利US 4183768A公开了一种在煅烧得到的锐钛钛白表面进行铝、硅、磷和钛等的包膜处理，可以用作合成纤维颜料的化纤钛白。

上述专利所公开的只经过无机表面处理的化纤钛白主要用作聚酰胺纤维(尼龙)的消光剂，一般其水分散性＜5％，因而不能用于要求具有高水分散性(＞94.5％)和高电阻率(＞7000Ω·cm)的涤纶生产过程，限制了这种化纤钛白的应用范围。

1994年《涂料工业》第4期P.₂₂～P.₂₄、1995年《涂料工业》第6期P.₁₁～P.₁₃报道了涤纶用化纤钛白的小试研究，由于缺乏对具体工艺过程和操作参数的描述，且仅限于实验室规模的合成制备，其可操作性很小。

目前，对于具有高水分散性(＞94.5％)、高电阻率(＞7000Ω·cm)化纤钛白的表面处理技术及生产方法尚无详细的文献报道，因此开发研究这种化纤钛白的表面处理技术及生产方法是十分必要的。

本发明的目的在于公开一种具有高水分散性(＞94.5％)、高电阻率(＞7000Ω·cm)、粗粒子数＜10个/5.5×10^-4cm³、总钛含量＞98％的化纤钛白的表面处理技术及生产方法，以满足产业部门的需要。

本发明的构思是这样的：锐钛钛白原料一般均有较多的粗粒子和杂质离子，并且容易发生团聚，本发明首先通过打浆、研磨和分级等过程以除去锐钛钛白原料中的粗粒子和杂质离子，然后用有机物进行表面处理，在粉体颗粒表面有效地吸附一层有机物，使其在水溶液中处于稳定的分散状态，从而获得一种水分散性＞94.5％、电阻率＞7000Ω·cm和热稳定性＞20min的涤纶、湿法腈纶和粘胶纤维等合成纤维和人造纤维用化纤钛白。

本发明以锐钛钛白原料，其制备过程如图1所示。图中：1----打浆机2----研磨机3----分级机4----浓缩器5----表面处理槽6----分离器7----干燥器8----粉碎器

下面结合附图对本发明作详细的说明。

所说的化纤钛白的制备主要包括以下步骤：

(1)对原料进行研磨：

将原料投入打浆机1中，加水，打浆至200～1000g/l；投入研磨机2(砂磨机或球磨机)中，加入1～5mm的玻璃珠或锆珠，研磨0.5～24小时，除去作为研磨介质的玻璃珠或锆珠；将浆液稀释至80～300g/l，在分级器3中除去＞3～5μm的粗粒子，所说的分级机3可以是重力沉降机，也可以是离心分离机，从而获得细粒子浆液。将细粒子浆液投入浓缩器4，脱除水份，得到含水量为20～40％的细粒子滤饼。所说的浓缩器4可以采用常规的脱水装置，如真空转鼓、真空吸滤机、离心分离机或重力沉降机等。

(2)对细粒子滤饼进行表面处理：

将细粒子滤饼投入表面处理槽5，加水打浆至200～800g/l，加入有机表面处理剂进行表面处理，表面处理剂的加入量为TiO₂总重量的0.02％～0.5％，在10～90℃的条件下搅拌0.5～4小时，送入分离器6脱水，经过干燥器7干燥进一步脱水后再经过粉碎器8进行粉碎，即可获得所说的化纤钛白，也可将料浆直接送入干燥器7干燥脱水后再经过粉碎器8进行粉碎而获得所说的化纤钛白。