CN103298744A - 二氧化钛制备中控制粒度和添加剂覆盖率的方法 - Google Patents
二氧化钛制备中控制粒度和添加剂覆盖率的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103298744A CN103298744A CN2012800049229A CN201280004922A CN103298744A CN 103298744 A CN103298744 A CN 103298744A CN 2012800049229 A CN2012800049229 A CN 2012800049229A CN 201280004922 A CN201280004922 A CN 201280004922A CN 103298744 A CN103298744 A CN 103298744A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- titanium
- oxygen
- liquid
- pigment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 168
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 title abstract description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 title description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 47
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 40
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 27
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 19
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 15
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims description 14
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 14
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical group Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M rubidium chloride Chemical compound [Cl-].[Rb+] FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GICWIDZXWJGTCI-UHFFFAOYSA-I molybdenum pentachloride Chemical compound Cl[Mo](Cl)(Cl)(Cl)Cl GICWIDZXWJGTCI-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- FAIAAWCVCHQXDN-UHFFFAOYSA-N phosphorus trichloride Chemical compound ClP(Cl)Cl FAIAAWCVCHQXDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940102127 rubidium chloride Drugs 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L tin(II) chloride (anhydrous) Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sn+2] AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 claims description 2
- JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N titanium ethoxide Chemical compound [Ti+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical group CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- KPGXUAIFQMJJFB-UHFFFAOYSA-H tungsten hexachloride Chemical compound Cl[W](Cl)(Cl)(Cl)(Cl)Cl KPGXUAIFQMJJFB-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- WIDQNNDDTXUPAN-UHFFFAOYSA-I tungsten(v) chloride Chemical compound Cl[W](Cl)(Cl)(Cl)Cl WIDQNNDDTXUPAN-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims description 2
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 claims 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 235000019580 granularity Nutrition 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 2
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical class [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 238000001239 high-resolution electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000000176 photostabilization Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000005477 standard model Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
- C09C3/063—Coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/07—Producing by vapour phase processes, e.g. halide oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/36—Compounds of titanium
- C09C1/3607—Titanium dioxide
- C09C1/3653—Treatment with inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
- C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
本公开涉及制备基本上不含锐钛矿的二氧化钛颜料的气相方法，所述方法包括：使气态二氧化钛前体与含氧气体在反应器中反应；以及在所述气态二氧化钛前体和所述含氧气体加入处的下游位点处且在约1200℃至约1600℃的工艺温度下，将液态二氧化钛前体与液态或细粒固态化合物的混合物引入到所述反应器中以制备二氧化钛颗粒，所述化合物包含选自下列的元素：Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb，所述二氧化钛颗粒被由所述元素形成的氧化物涂覆。
Description
背景技术
本公开涉及制备二氧化钛颜料的氯化物方法。本公开提供将表面处理物沉积在二氧化钛颗粒上而无需润湿处理的途径。
通常，二氧化钛颗粒可通过氯化物方法或硫酸盐方法制备。在氯化物方法中，通常通过使四氯化钛(TiCl4)与氧反应制备二氧化钛。该反应在约1200℃至约1600℃的温度下发生。然后通过以一个或多个润湿处理操作来加工，将金属氧化物沉积在颜料表面上，可将如此制备的二氧化钛颗粒的颜料性能改性，以优化分散体的颜料性能、光学间距或耐久性。单独使用或与其它氧化物组合使用的氧化铝、或氧化铝与二氧化硅的组合、或氧化铝和氧化锆的组合的沉积物是商业二氧化钛颜料的典型组分。通过在湿法化学反应中沉淀所期望的金属氧化物，沉积此类表面处理物。因此，氯化物方法中氧化装置出口位点处制备的或硫酸盐方法中煅烧后制备的基料颜料即二氧化钛颗粒必须经由一个或多个润湿处理步骤来洗涤或加工。接着在润湿处理后，洗涤、干燥并且碾磨，以制备适用于例如表面涂层和塑料或纸材产品的产物。经由湿法化学加入的二氧化硅需要额外的碾磨能以获得所期望的成品性能。
需要一种方法，所述方法有效地用金属氧化物涂布二氧化钛颗粒，以制备耐用、不泛黄、基本上不含锐钛矿的具有较小粒度的二氧化钛颗粒，而无需额外的操作或设备成本。
发明内容
本公开提供了制备基本上不含锐钛矿的二氧化钛的气相方法，所述方法包括：
(a)使气态二氧化钛前体与含氧气体在反应器中反应；以及
(b)在气态二氧化钛前体和含氧气体加入处的下游位点处且在约1200℃至约1600℃的工艺温度下，将液态二氧化钛前体与液态或细粒固态化合物的混合物引入到所述反应器中以制备二氧化钛颗粒，所述化合物包含选自下列的元素：Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb，所述二氧化钛颗粒被由所述元素形成的氧化物涂覆且具有较小的粒度分布。
“涂覆”是指由所述元素形成的氧化物位于所述二氧化钛颗粒的表面上。通常，所述涂层基本上是完整的，更通常，所述二氧化钛包封于所述涂层中。通常，由所述元素形成的氧化物涂层是热沉积的。
“细粒固体”是指平均粒度小于50微米并且可在液态TiCl4中浆化的固体。
“基本上不含锐钛矿的二氧化钛”是指锐钛矿结构少于约0.7％，锐钛矿结构更典型少于约0.5％，并且锐钛矿结构最典型少于约0.2％的二氧化钛。
二氧化钛前体可为四卤化钛或醇钛。所述四卤化钛更典型为四氯化钛。含氧气体可为氧气或空气或富氧空气。
还典型的是，引入足量的包含元素的液态或细粒固态化合物，以提供元素的氧化物，所述氧化物的加入量为至少约0.1重量％，并且更通常为至少0.5重量％，所述元素选自Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb，通常为Ge、Nb、Li、Be、B、Mg、Al、P、K、Zn、Zr、Rb、Mo、Cs和W，更通常为Ge、Nb、B、P、Zn、W和Zr。任选地，可将卤化铝(通常三氯化铝)以足以提供最终颜料中至少约1重量％的氧化铝含量的量加入到气态二氧化钛前体中。任选地，可在步骤(b)中实施加入处的下游以足以提供以所述颜料总重量计至少约1.0重量％的二氧化硅含量的量加入卤化硅(更典型四氯化硅)。
本公开还提供了被元素氧化物涂覆的耐用的二氧化钛颜料，所述元素选自Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb，其中所述颜料颗粒中的至少75％被所述元素的无定形氧化物层完全包覆，所述元素选自Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb，所述颜料通过如下制备：
(a)使气态二氧化钛前体与含氧气体在反应器中反应；以及
(b)在气态二氧化钛前体和含氧气体加入处的下游位点处且在约1200℃至约1600℃的工艺温度下，将液态二氧化钛前体与液态或细粒固态化合物的混合物引入到所述反应器中，所述化合物包含选自下列的元素：Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb。通常，所述化合物为所述元素的盐如卤化物例如氯化物、硫酸盐、氧氯化物、碳酸盐或硝酸盐，更典型为卤化物，并且还更典型为氯化物。
具体实施方式
经由四氯化钛TiCl4的气相氧化制备二氧化钛TiO2是熟知的，并且描述于美国专利2,488,439和2,559,638中，将其教导以引用的方式并入本文。本公开涉及上述方法的改进。
形成的不含锐钛矿的二氧化钛是耐用的，是指颜料尤其适于建筑物表面涂层和机动车再抛光或着色涂层/清漆涂层OEM涂饰剂。这些颜料还在纸材和聚合物复合材料产业中具有应用。
由本公开方法沉积的氧化物处理组合物可为无定形氧化物，或可为无定形氧化铝与元素无定形氧化物的混合物，所述元素选自Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb。本公开中沉积的处理层的厚度通常不大于约5nm，更典型为约0.25至约5nm，并且最典型为约0.5至约2.5nm。所述颜料通常是大于99％的金红石。所提供的氧化物的含量以所处理二氧化钛颗粒的总重量计为至少约0.1％，更典型约0.24％至约5％，并且还更典型约0.5％至约3％。
本公开产物的特征在于至少75％的颗粒被表面处理层覆盖的事实。表面处理物可以薄并且均匀的层形式存在，或它可沿着TiO2颗粒表面以分散的形式存在，或它可以氧化铝与金属氧化物的无定形混合物形式存在。关键在于，金属氧化物位于二氧化钛颗粒表面上。
与本公开相比较，湿处理方法通过沉淀，将氧化物沉积在颜料颗粒表面上。湿处理方法通常产生碎屑结晶氧化铝以及不规则的颗粒表面。湿处理中典型的结晶氧化物不存在于本公开的产物中。
去除湿处理在整个二氧化钛制备方法中提供减少工序，从而降低生产成本的优点。新处理组合物提供获得具有改善的加工特性和性能的颜料的可能性。
与通过湿处理方法制备的颜料相比，本公开的颜料不含碎屑。没有碎屑可促成涂层和塑料中改善的分散体和改善的性能。由于氧化物是热沉积的，因此没有湿处理方法中存在的表面水分有益于薄膜塑料应用。
可采用本发明的方法沉积本公开中的氧化物，并且可由本领域技术人员已知的有机处理物处理本公开的颜料。虽然至少75％的颗粒被金属氧化物涂覆时可由本公开的方法制备颜料，但是更典型至少85％的颗粒被金属氧化物涂覆，并且甚至更典型约95％或更多的颗粒被金属氧化物涂覆。
在本发明方法中，将二氧化钛前体如卤化钛或醇钛预热至约300至650℃的温度，并且任选与卤化铝如三氯化铝混合，形成混合物，将所述混合物加入到预热的含氧气流(更典型氧气流)中。水趋于具有金红石促进作用。反应物典型是含水的。例如，含氧气体可包含水形式的氢，并且以制备的TiO2计，可在约0.01至约0.3重量％的氢，更典型约0.02至约0.2重量％的氢的范围内。任选地，含氧气体还可包含汽化的碱金属盐以用作成核剂。一些适宜的碱金属盐包括无机钾盐如KCl、有机钾盐、和铯盐如CsCl。
一些典型的卤化钛包括四氯化钛或三氯化钛。一些典型的醇钛包括四异丙氧基钛、四乙氧基钛、和四丁氧基钛。该混合物可包含其它金属化合物，包括低含量的四氯化硅(＜0.2％SiO2)。用于氯化物颜料制备中的其它金属化合物的一些例子可包括硼、磷、锆、钨等的化合物。一般确定氧化装置中引入磷化合物的位置以控制腐蚀，并且可位于反应器中引入二氧化钛前体和卤化铝的位点下游的某位点。除了卤化铝以外，水蒸气也可用于钛反应中。
卤化铝的典型加入位置为与二氧化钛前体的混合物中。
在本公开的方法中，含氧气体(通常为氧气、空气或富氧空气)以初始反应物形式存在。虽然通常使用超过氧化所述氯化物混合物所需量的氧气实施本发明方法，但是所述方法可使用等于或小于化学计量量的浓度来实施。所述含氧气体包括氧气、空气、或富氧空气。
可在反应器中所述工艺温度为1200℃至1600℃，更典型约1400℃至约1600℃，并且还更典型约1500℃至约1600℃的位点处进行包含元素的液态或细粒固态化合物与二氧化钛前体的液态混合物的加入，所述元素选自Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb和B，典型为Ge、Nb、Li、Be、B、Mg、Al、P、K、Zn、Zr、Rb、Mo、Cs和W，更典型为Ge、Nb、B、P、Zn、W和Zr，并且所述二氧化钛前体可与前面所述的相类似。“液态混合物”是指液态或细粒固态化合物和二氧化钛前体存在于或悬浮于液相中。以约1∶1至约50∶1，更典型约2∶1至约30∶1，并且最典型约5∶1至约10∶1的TiCl4∶化合物比率，加入所述混合物。
适宜的包含元素的液态或细粒固态化合物包括液态化合物和细粒固态化合物，所述元素选自Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb和B，典型为Ge、Nb、Li、Be、B、Mg、Al、P、K、Sn、Zn、Zr、Rb、Mo、Cs和W，更典型为Ge、Nb、B、P、Zn、W和Zr，所述液态化合物通常包含三氯化硼、三氯化磷、或四氯化锡，所述细粒固态化合物通常包含四氯化锆、氯化锌、氯化锂、氯化铯、氯化钾、氯化镁、三氯化铝、氯化铷、五氯化钼、氯化亚锡、五氯化钨、或六氯化钨。
通常，一个或多个加入位点将不超过反应物初始接触后反应物或反应产物行进下游距离的约0.002至约2秒，更典型0.005至约0.3秒。作为另外一种选择，可确定液态化合物加入位点为TiCl4与氧气初始接触后约3至约6直径气体管的最短长度。在这些加入位点，典型至少90％的四氯化钛，更典型95％的四氯化钛已转变成二氧化钛。即其中不超过10％的初始四氯化钛进料保持未反应的位点。
据信，将液态或细粒固态化合物与液态二氧化钛前体混合在一起的优点是，在其中加入液态二氧化钛前体的位置产生额外的湍流。预计该额外的湍流增强反应器排放期间液态或细粒固态化合物在转变成其氧化物之前的混合，提供更佳的TiO2颗粒覆盖。通过使用液态二氧化钛前体而不是另一种液体，由于液态二氧化钛前体也产生TiO2，因此不向下游设备加入惰性载料。
可用于该二氧化钛颗粒制备方法中的一些反应器包括气溶胶火焰反应器和等离子火焰反应器。
工艺温度在约1200℃至约1600℃，更典型约1400℃至约1600℃，并且还更典型约1500℃至约1600℃范围内。压力在约5至约100psig，更典型约15至约70psig范围内。据信，更高的温度和压力也有助于获得金红石结构。
包含二氧化钛颗粒在氯气与残余气体混合物中的悬浮物的反应产物自温度大幅超出1200℃的反应区输送，然后在气体管中经历快速冷却。可经由本领域技术人员已知的任何常规方法实现冷却。在一个实施例中，通常可在下游或在液态化合物的加入处，加入擦洗颗粒或洗擦物，以使冷却期间气体管内壁上的二氧化钛颗粒积聚最小化。这更详细地描述于US2,721,626中，其教导以引用的方式并入本文。
从冷却的反应产物中回收的二氧化钛颗粒可经历常规分离工艺。一些此类工艺包括旋风或静电分离、通过多孔介质过滤等。然后可使回收的二氧化钛颗粒经历进一步的表面处理、研磨、碾磨或崩解处理，以获得所期望的附聚度。
测定二氧化钛颗粒的炭黑底色(CBU)，这是粒度的量度。据信，CBU越高，颗粒越小。用于涂料中的TiO2的典型CBU为约10。通过将适宜的液体如浅色油与标准重量样品以及标准炭黑混合在一起，来测定CBU。将所述混合物与标准混合物一起铺展在面板上，并且观察灰色混合物的相对蓝度。精细颗粒具有更蓝的底色或更高的CBU。CBU值可由美国专利2,488,440中所述的方法测得，其教导以引用的方式并入本文，不同的是使用10分而不是100分的评分。
通常，基本上不含锐钛矿的二氧化钛颜料具有约8至约25，更典型9至约20，并且最典型约10至约18的炭黑底色(CBU)。为制备高光等级，基本上不含锐钛矿的二氧化钛颜料具有约5％至约50％＞0.6um，更典型10％至约40％＞0.6um，并且最典型约10％至约25％＞0.6um的粗尾粒度。
使用
(Micromeritics Instrument Corp.，Norcross，GA)，在通过固定水平的超声处理分散于含水悬浮液中后，由沉淀分析测定颜料颗粒的粒度分布。氧化基料的粒度测量和％＞0.6微米粒级将表明成品的峰值光泽度潜势，这是施加任何合理能级而无法超过的值。此外，改善氧化基料质量所需的碾磨能量较低。
实例
测试方法：
高分辨率电子显微镜法：
使用具有原子级分辨率的高分辨率透射EM(HREM)与高分辨率低电压扫描EM(LVSEM)的组合，测定微观结构、形态、处理层厚度、均匀性和化学组成。
分别由HREM和相伴电子诱导能色散X射线组成光谱法(EDX)，实施(次)纳米级微观结构和高精度化学组成分析。在研究中使用PhilipsCM200场发射枪HREM/STEM、Philips CM20 HREM和改进的Philips CM30环境-HREM仪器，加速电压为200kV(参见：P.L.Gai，DuPont：公布于“Advanced Materials”，第10卷，第1259页，1998)。所有EM配备X射线光度计以分析化学组成。
采用标准样品倾动方法，对颗粒所有面(包括上表面和下表面)进行处理度和处理层覆盖率观察。就HREM而言，将颜料晶体定向，使得所需晶轴(例如<010>)完全平行于电子束。初级放大率为100,000至750,000。
研究最小1000颗粒取样，所述颗粒具有不同的粒度和维数，以代表所处理颗粒粒级和处理表面覆盖程度的准确测量。使用原子级分辨率下的HREM来测定单层涂层以及纳米级涂层。对部分涂覆和完全涂覆颗粒的处理层不规则度进行观察。根据标准统计方法绘制柱状图，并且用于确定其中处理层厚度下处理层完全并且完整的颗粒粒级。
比较例1：
将四氯化锆(ZrCl4)与四氯化钛和三氯化铝预混，并且加入到氧化反应器中。加入足量的四氯化锆，以使0.5％氧化锆加入到二氧化钛颜料中。就测试条件而言，TiCl4温度为450℃，而氧气温度为1530℃。生产率为13吨/小时。发现，加入四氯化锆，＞0.6微米的颗粒百分比从24.5％降至22.3％。对含有锆的颜料分析发现，氧化锆掺入到整个二氧化钛晶格中，未涂覆在二氧化钛颗粒上。制备的包含共氧化氧化锆的二氧化钛未示出耐光性的改善。
实例1：
将细粒的四氯化锆与液态TiCl4混合，并且在下游5英尺(1.5米)(或距TiCl4、AlCl3与氧气初始接触位点约0.02-0.04秒)的位置以足量细粒散液态形式加入到反应器中，以提供以氧化反应中形成的总固体计0.5重量％的ZrO2的荷载。液态TiCl4与ZrCl4的比率按质量计为25∶1。就测试条件而言，TiCl4的温度为425℃，并且氧气温度为1540℃。在30℃温度下，将ZrCl4与TiCl4的混合物加入到反应器中，其中ZrCl4为细粒固体，并且TiCl4为液体。就约40psig压力下的反应区而言，ZrCl4注入位点处的反应物料估计温度为约1400至1500℃。生产率为10吨/小时。预计反应器中产生的氧化锆将存在于超过75％二氧化钛颗粒的表面上。还预计，表面上的氧化锆将改善二氧化钛颜料的耐光性，同时保持降低＞0.6微米的颗粒百分比。
Claims (29)
1.制备基本上不含锐钛矿的二氧化钛颜料的气相方法，包括：
(a)使气态二氧化钛前体与含氧气体在反应器中反应；以及
(b)在所述气态二氧化钛前体和所述含氧气体加入处的下游位点处且在约1200℃至约1600℃的工艺温度下，将液态二氧化钛前体与液态或细粒固态化合物的混合物引入到所述反应器中以制备二氧化钛颗粒，所述化合物包含选自下列的元素：Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb，所述二氧化钛颗粒被由所述元素形成的氧化物涂覆。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述元素选自Ge、Nb、Li、Be、B、Mg、Al、P、K、Zn、Zr、Rb、Mo、Cs和W。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述元素选自Ge、Nb、B、P、Zn、W和Zr。
4.根据权利要求1所述的方法，其中由所述液态或细粒固态化合物形成的氧化物是热沉积的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化钛包含少于约0.7％的锐钛矿。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化钛前体包含四卤化钛或醇钛。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述四卤化钛为四氯化钛或三氯化钛。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述四卤化钛为四氯化钛TiCl4。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述醇盐为四异丙氧基钛、四乙氧基钛、或四丁氧基钛。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧气体为氧气、空气、或富氧空气。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧气体还包含水蒸气。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧气体还包含碱金属盐。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述液态化合物包含三氯化硼、三氯化磷、或四氯化锡。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述细粒固态化合物包含四氯化锆、氯化锌、氯化锂、氯化铯、氯化钾、氯化镁、三氯化铝、氯化铷、五氯化钼、氯化亚锡、五氯化钨、或六氯化钨。
15.根据权利要求1所述的方法，其中将所述液态或细粒固态化合物以足以提供以所述颜料总重量计约至少0.1重量％的对应氧化物含量的量引入。
16.根据权利要求15所述的方法，其中将所述液态化合物以足以提供以所述颜料总重量计约0.24重量％至约5重量％的对应氧化物含量的量引入。
17.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(a)中，将卤化铝与所述气态二氧化钛前体一起加入。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述卤化铝为三氯化铝，并且将所述三氯化铝以足以在所述颜料中提供以所述颜料总重量计至少约1重量％的氧化铝含量的量加入。
19.根据权利要求1所述的方法，其中在所述反应器中具有约1400℃至约1600℃的工艺温度的位点处，将液态或细粒固态化合物与液态TiCl4的混合物加入。
20.根据权利要求1所述的方法，其中在加入所述气态二氧化钛前体和所述含氧气体之后约0.002至约2秒，将液态或细粒固态化合物与液态TiCl4的混合物加入。
21.根据权利要求1所述的方法，其中在所述卤化钛氧化反应完成至少约90％的位点处，将液态或细粒固态化合物与液态TiCl4的混合物加入。
22.根据权利要求1所述的方法，其中(b)中形成的液态或细粒固态化合物的对应氧化物具有不超过约5nm的厚度。
23.根据权利要求22所述的方法，其中(b)中形成的液态或细粒固态化合物的对应氧化物具有约0.25至约5nm的厚度。
24.根据权利要求1所述的方法，其中将附加化合物与所述液态或细粒固态化合物和液态二氧化钛前体混合。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述附加化合物包含至少一种硼、磷、锆、钨、铝、锌、钠、钙、或镁的卤化物。
26.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中实施加入处的下游以足以提供以所述颜料总重量计至少约1.0重量％的二氧化硅含量的量加入卤化硅。
27.根据权利要求1所述的方法，其中得自步骤(b)的基本上不含锐钛矿的二氧化钛颜料具有约8至约25的炭黑底色(CBU)。
28.根据权利要求1所述的方法，其中得自步骤(b)的基本上不含锐钛矿的二氧化钛颜料不含碎屑。
29.被金属氧化物涂覆的耐用的二氧化钛颜料，其中所述颜料颗粒中的至少75％被无定形金属氧化物层包覆，所述颜料通过如下制备：
(a)使气态二氧化钛前体与含氧气体在反应器中反应；以及
(b)在所述气态二氧化钛前体和所述含氧气体加入处的下游位点处且在约1200℃至约1600℃的工艺温度下，将液态二氧化钛前体与液态或细粒固态化合物的混合物引入到所述反应器中以制备二氧化钛颗粒，所述化合物包含选自下列的元素：Li、Be、B、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl和Pb，所述二氧化钛颗粒被由所述元素形成的氧化物涂覆。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161431142P | 2011-01-10 | 2011-01-10 | |
| US61/431,142 | 2011-01-10 | ||
| PCT/US2012/020488 WO2012096843A1 (en) | 2011-01-10 | 2012-01-06 | Process for controlling particle size and additive coverage in the preparation of titanium dioxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103298744A true CN103298744A (zh) | 2013-09-11 |
| CN103298744B CN103298744B (zh) | 2015-07-29 |
Family
ID=45541090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201280004922.9A Active CN103298744B (zh) | 2011-01-10 | 2012-01-06 | 二氧化钛制备中控制粒度和添加剂覆盖率的方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9416277B2 (zh) |
| EP (1) | EP2663526B1 (zh) |
| CN (1) | CN103298744B (zh) |
| AU (1) | AU2012205850B2 (zh) |
| WO (1) | WO2012096843A1 (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108165052A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-15 | 华南理工大学 | 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法 |
| CN108440996A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-24 | 河南佰利联新材料有限公司 | 一种四氯化钛生产钛白粉的方法 |
| CN110281322A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-27 | 肥西县创玺建材科技有限公司 | 一种保温高强度胶合板的制备方法 |
| CN115400746A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-11-29 | 山东天璨环保科技有限公司 | 脱硝催化剂及其制备方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3066712A4 (en) * | 2013-11-06 | 2017-07-05 | Research Foundation Of The City University Of New York | Ionic liquid comprising alkaline earth metal |
| CN103937295B (zh) * | 2014-04-21 | 2015-08-19 | 苏州大学 | 一种石墨烯-氧化二硼化钛复合物及其制备方法 |
| CN112758900B (zh) * | 2020-12-30 | 2022-02-08 | 中山大学 | 一种基于Mg3TeO6结构的紫色无机颜料及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1077468A (zh) * | 1992-04-10 | 1993-10-20 | 科尔-麦克基化学公司 | 二氧化钛颜料及其制备方法 |
| WO1996036441A1 (en) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Kemira Pigments, Inc. | COATING OF TiO2 PIGMENT BY GAS-PHASE AND SURFACE REACTIONS |
| CN1430653A (zh) * | 2000-04-12 | 2003-07-16 | 千年无机化学公司 | 二氧化钛颜料的连续生产方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2488440A (en) | 1946-11-30 | 1949-11-15 | Du Pont | Titanium dioxide pigment production |
| US2721626A (en) | 1951-12-15 | 1955-10-25 | Du Pont | Cooling and separating by condensation of hot gaseous suspensions |
| US5562764A (en) | 1994-06-28 | 1996-10-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing improved TIO2 by silicon halide addition |
| US5922120A (en) * | 1997-12-23 | 1999-07-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for producing coated TiO2 pigment using cooxidation to provide hydrous oxide coatings |
| AU2001257372B2 (en) * | 2000-04-27 | 2005-09-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making durable titanium dioxide pigment in the chloride process without wet treatment |
| US7476378B2 (en) * | 2005-10-27 | 2009-01-13 | E.I. Dupont Denemours & Company | Process for producing titanium dioxide |
| US20070245924A1 (en) * | 2006-04-20 | 2007-10-25 | Hofmann Michael A | Reduced abrasion of titanium dioxide pigments produced from the chloride process |
| US20090148605A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Akhtar M Kamal | Process for the production of coated titanium dioxide pigments |
-
2012
- 2012-01-06 WO PCT/US2012/020488 patent/WO2012096843A1/en active Application Filing
- 2012-01-06 CN CN201280004922.9A patent/CN103298744B/zh active Active
- 2012-01-06 EP EP12701390.2A patent/EP2663526B1/en active Active
- 2012-01-06 AU AU2012205850A patent/AU2012205850B2/en active Active
- 2012-01-06 US US13/978,279 patent/US9416277B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1077468A (zh) * | 1992-04-10 | 1993-10-20 | 科尔-麦克基化学公司 | 二氧化钛颜料及其制备方法 |
| WO1996036441A1 (en) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Kemira Pigments, Inc. | COATING OF TiO2 PIGMENT BY GAS-PHASE AND SURFACE REACTIONS |
| CN1430653A (zh) * | 2000-04-12 | 2003-07-16 | 千年无机化学公司 | 二氧化钛颜料的连续生产方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108165052A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-15 | 华南理工大学 | 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法 |
| CN108165052B (zh) * | 2017-12-14 | 2020-11-24 | 华南理工大学 | 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法 |
| CN108440996A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-24 | 河南佰利联新材料有限公司 | 一种四氯化钛生产钛白粉的方法 |
| CN110281322A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-27 | 肥西县创玺建材科技有限公司 | 一种保温高强度胶合板的制备方法 |
| CN115400746A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-11-29 | 山东天璨环保科技有限公司 | 脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN115400746B (zh) * | 2022-09-07 | 2024-01-23 | 山东天璨环保科技有限公司 | 脱硝催化剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103298744B (zh) | 2015-07-29 |
| AU2012205850A1 (en) | 2013-07-04 |
| US20130284067A1 (en) | 2013-10-31 |
| EP2663526A1 (en) | 2013-11-20 |
| AU2012205850B2 (en) | 2016-01-07 |
| WO2012096843A1 (en) | 2012-07-19 |
| EP2663526B1 (en) | 2016-03-16 |
| US9416277B2 (en) | 2016-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103298744B (zh) | 二氧化钛制备中控制粒度和添加剂覆盖率的方法 | |
| EP1042408B1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING COATED TiO2 PIGMENT USING COOXIDATION TO PROVIDE HYDROUS OXIDE COATINGS | |
| AU2001257372B2 (en) | Process for making durable titanium dioxide pigment in the chloride process without wet treatment | |
| Akhtar et al. | Dopants in vapor‐phase synthesis of titania powders | |
| RU2487150C2 (ru) | ЧАСТИЦА ПИГМЕНТА ИЗ ДИОКСИДА ТИТАНА С ПЛОТНЫМ ЛЕГИРОВАННЫМ СЛОЕМ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ (SiO2) (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЦ С ПЛОТНЫМ ЛЕГИРОВАННЫМ СЛОЕМ SiO2 (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРАСОК, ЛАКОВ И БУМАГИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАЗВАННЫХ ЧАСТИЦ И ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БУМАГИ ИЛИ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НАЗВАННЫХ ЧАСТИЦ | |
| CN101918501B (zh) | 涂覆的二氧化钛颜料的生产方法 | |
| WO2014023540A1 (de) | Eisen-silicium-oxidpartikel mit verbesserter aufheizgeschwindigkeit | |
| JP3258032B2 (ja) | ＴｉＯ▲下２▼製造方法におけるホウ素の添加方法 | |
| CN103298745B (zh) | 二氧化钛制备中控制粒度和二氧化硅覆盖率的方法 | |
| JP2013180901A (ja) | 粒状複合粒子及びその製造方法 | |
| WO2024235003A1 (en) | Titanium oxide particles, resin composition, and method for producing titanium oxide particles | |
| MXPA99005409A (en) | A PROCESS FOR THE ADDITION OF BORON IN A TiO2 | |
| MXPA00006224A (en) | Process for producing coated tio2 pigment using cooxidation to provide hydrous oxide coatings | |
| WO2015018725A1 (de) | Eisenoxid und siliciumdioxid enthaltende kern-hülle-partikel mit verbesserter aufheizgeschwindigkeit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171218 Address after: American Pennsylvania Patentee after: Kemudi Elevator Co. Ltd. Address before: Wilmington, Delaware, USA Patentee before: E. I. du Pont de Nemours and Co. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180402 Address after: Delaware, USA Patentee after: Co FC Co., Ltd. Address before: American Pennsylvania Patentee before: Kemudi Elevator Co. Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |