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CN108864769A - 一种超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法 - Google Patents

一种超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钛白粉制备技术领域，公开一种超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，包括以下步骤：步骤1、钛白初品经粉碎、湿磨后得到料浆，料浆的浓度为500‑600g/L；步骤2、将步骤1得到的料浆进行稀释，稀释后料浆的浓度为200‑350g/L；步骤3、将稀释后的料浆依次进行膜层沉积和砂磨；步骤4、将步骤3砂磨后的料浆经水洗、打浆，再进行砂磨后作为浆料钛白使用；或将步骤3砂磨后的料浆进行水洗、干燥和汽粉，且在汽粉时加入有机表面处理剂，作为钛白粉使用。通过特定的表面处理方法，从源头上阻止钛白粉颗粒间的团聚，使钛白粉颗粒在整个表面处理过程中保持单一颗粒的分散状态，进而制得高分散浆料钛白和钛白粉。

Description

一种超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法
技术领域
本发明属于钛白粉制备技术领域，具体涉及一种超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法。
背景技术
钛白粉作为一种白色颜料，广泛应用在涂料、塑料、造纸、油墨、化妆品、橡胶等领域，高分散性的钛白粉应用在涂料、塑料、造纸、油墨体系中，具有较好的配方适用性，从而使应用体系具有优异的光泽度和遮盖力等性能。由于环保的紧迫性，近年来“节能降耗，绿色发展”的呼声越来越高，已成为众多企业关注的焦点，越来越多的企业寻求各种途径来节能降耗，促进绿色发展。对于钛白企业来说，超高分散性钛白粉的市场需求也就越来越大。
目前，国内外大部分钛白粉厂商提高钛白粉的分散性主要靠采用新型有机表面处理剂，提高有机表面处理剂加量，或是提高汽粉磨的汽固比来达到。但由于高昂的有机表面处理剂的价格和环保对VOC含量的严格要求，使得众多钛白粉厂家望而却步，只能退而求其次的选用提高汽粉磨的汽固比来实现。但采用较高的汽固比，不仅导致钛白粉成本的增加，而且过研磨会导致出现细小颗粒，在后期使用过程中细小颗粒由于表面能较高，易发生团聚，从而影响到产品的光泽和遮盖力等性能，反而得不常失。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，通过特定的表面处理方法，从源头上阻止钛白粉颗粒间的团聚，使钛白粉颗粒在整个表面处理过程中保持单一颗粒的分散状态，该方法可直接用于制备超高分散性浆料钛白，或后期采用较低的有机表面剂添加量和较低的汽固比即可制备超高分散性钛白粉。
本发明提供了一种超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤1、钛白初品经粉碎、湿磨后得到料浆，料浆的浓度为500-600g/L；
步骤2、将步骤1得到的料浆进行稀释，稀释后料浆的浓度为200-350g/L；
步骤3、将稀释后的料浆依次进行膜层沉积和砂磨；
步骤4、将步骤3砂磨后的料浆经水洗、打浆，再进行砂磨后作为浆料钛白使用；或将步骤3砂磨后的料浆进行水洗、干燥和汽粉，且在汽粉时加入有机表面处理剂，处理后作为钛白粉使用。
根据本发明，步骤3中至少包括一层膜层沉积，且每层膜层沉积后均进行砂磨。膜层沉积与砂磨交替进行。
优选情况下，步骤3中，砂磨后物料的粒径为0.285-0.355μm，粒径分布为1.3-1.5。
进一步优选地，第一层膜层沉积后，对料浆进行砂磨，砂磨后物料的粒径为0.285-0.350μm，粒径分布为1.3-1.5；再对砂磨后的料浆进行第二层膜层沉积，然后进行砂磨，砂磨后物料的粒径为0.290-0.355μm，粒径分布为1.3-1.5。
优选地，步骤4中，砂磨后物料的粒径为0.295-0.365μm，粒径分布为1.3-1.5。进一步优选地，步骤4中，砂磨后物料的粒径为0.325-0.355μm，粒径分布为1.4-1.45。
本发明中的粒径分布是指粒径分布的宽窄，采用MS3000激光粒度仪测得，通常采用来得到粒径分布的宽窄。
根据本发明，步骤3中的膜层可选自硅膜层、锆膜层、铝膜层、钛膜层、铈膜层、磷膜层、钙膜层、锌膜层、锑膜层和锡膜层中的一种或多种。采用多层膜层沉积时，各层膜层可以相同或不同，优选各层膜层不同。
根据本发明，步骤3和步骤4中的砂磨可各自选用立式或卧室砂磨机，研磨介质可为硅酸锆珠和/或氧化锆珠，研磨介质的粒径为0.4-0.9μm，填充量为50-85%，此处的填充量以质量计量。
根据本发明，步骤4中的有机表面处理剂可为多元醇或有机硅，有机表面处理剂的添加量为TiO2总量的0.05-0.25%，汽粉时的汽固比0.5-1.5，汽粉采用汽粉磨进行，汽固比是指蒸汽︰进料量。
另外，步骤4中的干燥设备可选用常规的干燥仪器，如闪蒸干燥、喷雾干燥等。本发明中料浆中物料的粒径测试使用MS3000激光粒度仪测试。
本发明中未加以限定的设备及参数均可参照本领域进行常规选择，从而使本发明的制备方法能够得以实施。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1）本发明的制备方法，操作方便，能耗低；
2）本发明通过采用特定的表面处理方法，从源头上阻止了钛白粉颗粒间的团聚，使钛白粉颗粒在整个表面处理过程保持单一颗粒的分散状态，该方法可直接用于制备超高分散性浆料钛白，后期采用较低的有机表面剂添加量和较低的汽固比即可制备超高分散性钛白粉；
3）采用本发明方法生产出的浆料钛白因不需要进行干燥，汽粉和添加有机助剂，故本发明生产出的浆料钛白具有节能降耗，绿色环保的优势；
4）本发明生产出的钛白粉采用较低汽固比即可达到较高的分散性，因不需要较高含量的有机分散剂或开发新型有机助剂，具有较低的VOC，故本发明生产出的钛白粉具有节能降耗，绿色环保的优势。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1-2用于说明本发明超高分散性浆料钛白的制备方法。
实施例1
将经过粉碎、湿磨后料浆进行硅膜层沉积；然后对料浆进行砂磨，控制粒径为0.330±0.005μm，粒径分布为1.40-1.45；对砂磨后料浆进行铝膜层沉积；然后再次对料浆进行砂磨，控制粒径为0.340±0.005μm，粒径分布为1.40-1.45。砂磨完成后水洗，对水洗后滤饼进行打浆，浓度为600g/L，最后砂磨至粒径0.350±0.005μm，粒径分布为1.40-1.45，得到浆料钛白产品BL-1。
实施例2
将经过粉碎、湿磨后料浆进行锆膜层沉积；然后对料浆进行砂磨，控制粒径为粒径0.300±0.005μm，粒径分布1.40-1.45；对砂磨后料浆进行铝膜层沉积；然后再次对料浆进行砂磨，控制粒径0.325±0.005μm，粒径分布1.40-1.45。砂磨完成后水洗，对水洗后滤饼进行打浆，浓度为600g/L，再砂磨至粒径0.330±0.005μm，粒径分布1.40-1.45，得到浆料钛白产品BL-2。
实施例3-4用于说明本发明超高分散性钛白粉的制备方法。
实施例3
将经过粉碎、湿磨后进行铝膜层沉积；然后对料浆进行砂磨，控制粒径0.330±0.005μm，粒径分布1.35-1.45。砂磨完成后水洗、闪蒸、汽粉。汽粉时加入0.1%TMP，汽固比1.0，得到产品BL-3。
实施例4
将经过粉碎、湿磨后进行钛膜层沉积；然后对料浆进行砂磨，控制粒径0.300±0.005μm，粒径分布1.40-1.45；对砂磨后料浆进行铝膜层沉积；然后再次对料浆进行砂磨，控制粒径0.325±0.005μm，粒径分布1.40-1.45。砂磨完成后水洗、闪蒸、汽粉。汽粉时加入0.15%TMP，汽固比1.0，得到产品BL-4。
以分散性较佳的浆料钛白AY为标样，在水性涂料中分散20min，对比其与实施例1和2的浆料钛白的分散性，结果如表1所示：
表1
由表1可知，本发明所制备的料浆钛白分散性较标样AY有明显提高，说明本发明制备的浆料钛白具有超高分散性。
以分散性较佳的钛白粉BY为标样，在水/油性涂料中分散20min，对比其与实施例3和4的分散性，结果如表2所示：
表2
由表2可知，本发明所制备的钛白粉分散性较标样BY有明显提高，说明本发明制备的钛白粉具有超高分散性。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
步骤1、钛白初品经粉碎、湿磨后得到料浆，料浆的浓度为500-600g/L；
步骤2、将步骤1得到的料浆进行稀释，稀释后料浆的浓度为200-350g/L；
步骤3、将稀释后的料浆依次进行膜层沉积和砂磨；
步骤4、将步骤3砂磨后的料浆经水洗、打浆，再进行砂磨后作为浆料钛白使用；或将步骤3砂磨后的料浆进行水洗、干燥和汽粉，且在汽粉时加入有机表面处理剂，处理后作为钛白粉使用。
2.根据权利要求1所述的超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤3中至少包括一层膜层沉积，且每层膜层沉积后均进行砂磨。
3.根据权利要求1或2所述的超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤3中，砂磨后物料的粒径为0.285-0.355μm，粒径分布为1.3-1.5。
4.根据权利要求3所述的超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，其特征在于：第一层膜层沉积后，对料浆进行砂磨，砂磨后物料的粒径为0.285-0.350μm，粒径分布为1.3-1.5；再对砂磨后的料浆进行第二层膜层沉积，然后进行砂磨，砂磨后物料的粒径为0.290-0.355μm，粒径分布为1.3-1.5。
5.根据权利要求1所述的超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤4中，砂磨后物料的粒径为0.295-0.365μm，粒径分布为1.3-1.5。
6.根据权利要求1所述的超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤3中的膜层选自硅膜层、锆膜层、铝膜层、钛膜层、铈膜层、磷膜层、钙膜层、锌膜层、锑膜层和锡膜层中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤3和步骤4中的砂磨各自选用立式或卧室砂磨机，研磨介质为硅酸锆珠和/或氧化锆珠，研磨介质的粒径为0.4-0.9μm，填充量为50-85%。
8.根据权利要求1所述的超高分散性浆料钛白和钛白粉的制备方法，其特征在于：步骤4中的有机表面处理剂为多元醇或有机硅，有机表面处理剂的添加量为TiO2总量的0.05-0.25%，汽粉时的汽固比0.5-1.5。
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