煅烧高岭土和钛白粉组合物在涂料上的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种应用于涂料的复合钛白粉，所述复合钛白粉包括钛白粉与煅烧高岭土，所述钛白粉与煅烧高岭土的质量比为60%‑95%:40%‑5%；所述钛白粉的中位粒径满足：0.1um≤D50钛白粉≤ 5um，所述煅烧高岭土的中位粒径满足：0.1um≤ D50高岭土 ≤ 5um,且D50钛白粉与D50高岭土之差的绝对值ΔD满足：ΔD≤2 um。本发明专利技术提供的复合钛白粉应用于涂料中，涂料浆液的分散性能好，分散稳定性高，提高涂料的应用性能，且复合钛白粉在涂料中流变性高，利于涂料涂抹均匀，且施工性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料领域，具体的涉及一种复合钛白粉，将其作为填料制备的涂料具有高分散性和高流变性。
技术介绍
钛白粉学名为二氧化钛，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。尤其涂料行业是钛白粉的最大用户，用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖能力高，着色力强，但是受钛白粉本身资源的限制，现在钛白粉资源日趋紧张，而且售价较高，生产成本较高。为了解决价格高昂的成本，市场上采用立德粉，硫酸钙等产品替代钛白粉，但是综合性能远不如钛白粉。其中，中国专利CN102031023A提供了一种具有高白度和高遮盖性能的锻烧高岭士基复合钛白粉的制备方法。采用湿法球磨的方式制备复合钛白粉，制备的复合钛白粉遮盖力有所提高，但是其白度较低，以及分散性差，长时间放置容易出现沉降，影响产品的质量，并且流变性低，不利于涂膜的制造与使用。中国专利CN105524494A提供了一种钛白粉包覆型复合钛白粉材料，所述复合钛白粉材料包括钛白粉和矿物粉体，其中以矿物粉体为基体，外面包覆有钛白粉，使得钛白粉的价格大大降低，可适当的替代钛白粉使用，但是上述制备的复合钛白粉仍然存在着在水性涂料中分散性不好、适用范围窄、遮盖能力差、流变性低的缺点。因此，开发一种在涂料中分散性好、流变性高、适用范围广、遮盖能力强，且长时间放置后仍然有较好的分散性的复合钛白粉，也是目前所需要的。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合钛白粉，将其作为填料制备的涂料具有高分散性和高流变性，更好的满足工业上的使用要求以及广大消费者的需求。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种应用于涂料的复合钛白粉，所述复合钛白粉包括钛白粉与煅烧高岭土，所述钛白粉与煅烧高岭土的质量比为60％-95％:40％-5％，所述钛白粉的中位粒径满足：0.1um≤D50钛白粉≤5um，所述煅烧高岭土的中位粒径满足：0.1um≤D50高岭土≤5um,且D50钛白粉与D50高岭土之差的绝对值ΔD满足：ΔD≤2um。优选的，所述钛白粉与煅烧高岭土的质量比为85％-95％:15％-5％。进一步，煅烧高岭土的粒径分布满足：D90高岭土/D10高岭土＜20，钛白粉的粒径分布满足D90钛白粉/D10钛白粉＜10。进一步，所述钛白粉与煅烧高岭土的堆密度之比为1-5。进一步，钛白粉的吸油量为15～25g/100g，煅烧高岭土的吸油量为35～70g/100g。优选的，煅烧高岭土与钛白粉之间的吸油量之差的绝对值为20-30g/100g。更优选的，煅烧高岭土与钛白粉之间的吸油量之差的绝对值为22-25g/100g。具体的，所述钛白粉可为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉中一种或两种。优选的，所述金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的质量比为1:2～4.5。一种采用上述复合钛白粉的涂料，所述涂料由以下重量份数的原料组成：树脂液300～340份，煅烧高岭土和钛白粉组合物330～360份，甲醇58～62份，甲苯42～48份，丙醇12～18份，丁酯15～20份，石蜡1～2份。本专利技术还提供了上述复合钛白粉在涂料中的应用，以上述复合钛白粉为填料制备的涂料具有高分散性和高流变性，利于涂料的加工以及长期保存。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)高岭土的层状八面体结构使得复合钛白粉在涂料体系中具有很好的悬浮型，起到有效防止沉淀的作用，增强涂料的分散稳定性。意外的发现，利用了粉体不同的粒径分布进行合理级配，使得混合粉体的粒径分布范围适宜有效填补分子之间的空隙，有效的保证了复合钛白粉的遮盖力，白度，同时提高了复合钛白粉的分散性，以及分散稳定性，长期放置不易出现沉降，减少了涂料使用中的不均一性。(2)煅烧高岭土与钛白粉合适的堆积密度以及吸油值，制备得到的复合钛白粉比表面积较大，吸油量较高，将其应用于涂料中，在保证具有良好分散性的前提下，具有更好的流变性，利于利于涂料涂抹均匀，且涂料的施工性更好。(3)利用煅烧高岭土与钛白粉之间因不同的粉体的晶型结构及化学组成的差异能够有效弥补单一超细非金属粉体固有的性能缺陷，形成性能优势互补的超细非金属粉复合体。具体实施方式实验例1取不同粒径分布的工业用钛白粉作为填料制备成品涂料，并检测涂料相关指标，工艺中其他参数取中间值。表1不同粒径的钛白粉对涂料性能的影响注：本专利技术中相关的测定方法均按照下述方法测定:按照GB/T1726-1979标准检测涂料遮盖力；按照GB/T5950-2008标准检测涂料的白度；涂料的分散稳定性测定：取50ml涂料倒入具塞刻度试管中静置，48h后读取上层清液的体积V，则涂料的分散稳定性＝(50-V)/50，其中数值越大表示涂料的分散稳定性越好。由表1可知，当钛白粉的粒径小于0.1um时，钛白粉的遮盖力下降，且粒径过小，易于团聚，分散性不好。当钛白粉中位粒径超过5μm时，其涂料成品的遮盖力，白度，分散稳定性均显著下降，无法应用于涂料中，且粒径过大时也会对涂膜的光泽度有影响。因此，本专利技术选择中位粒径满足：0.1um≤D50钛白粉≤5um的钛白粉作为实验原料。实验例2取不同粒径分布的工业煅烧高岭土，同时工艺中其他参数取中间值，制备涂料并进行相关检测，结果见表2。表2不同粒径的煅烧高岭土对涂料性能的影响由表2可知，当煅烧高岭土中位粒径超过5μm时，其在涂料中的分散状况较差，且其分散不稳定，且小于0.1um时易团聚，分散性不好，因此本专利技术选择中位粒径满足0.1um≤D50高岭土≤5um的煅烧高岭土作为实验原料。实验例3取中位粒径为1μm的工业钛白粉、中位粒径为1μm的工业煅烧高岭土，通过对不同质量比的煅烧高岭土和钛白粉混合，获得不同编号的组合物，制成涂料并检测其关键指标，工艺中其他参数取中间值。表3不同质量比的钛白粉与煅烧高岭土对涂料性能的影响如表3所示，随着煅烧高岭土的添加量的增加，涂料的白度、遮盖力下降较明显，当煅烧高岭土的添加量超过40％时，涂料的白度和遮盖力明显降低，不能满足涂料的要求，因此在本专利技术中，选择钛白粉与煅烧高岭土的质量比为60％-95％：40％-5％。实验例4通常在涂料的使用过程中，如果涂料中各组分的分散状况良好，可提高涂料的遮盖力、白度、涂膜外观、光泽度等应用性能。为了提供一种复合钛白粉能够在涂料溶剂中具有良好的分散性，并且确保涂料具有较好的分散稳定性。本专利技术探究了煅烧高岭土的中位粒径、钛白粉的中位粒径以及二者中位粒径之间的差值关系对涂料的影响。现分别取不同粒径的钛白粉、煅烧高岭土，探究两者之间的粒径差值的关系，具体研究如下表，限定煅烧高岭土与钛白粉之间中位粒径的差值，获得不同编号的组合物，制成涂料并检测其关键指标，工艺中其他参数取中间值。表4钛白粉D50与煅烧高岭土D50差值对涂料的影响由上表可以看出不同煅烧高岭土、钛白粉的粒径以及二者粒径差值对最终涂料分散情况的影响，粒径的合理分配能够有效弥补单一超细非金属粉体固有的性能缺陷，形成性能优势互补的超细非金属粉复合体。其中当煅烧高岭土中位粒径在0.1～5μm之间，钛白粉中位粒径在0.1～5μm之间，且煅烧高岭土与钛白粉之间的中位粒径差值不大于2μm时，添加相同量的煅烧高岭土，可有效地改善涂料的涂膜光泽度以及分散性，尤其随着煅烧高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于涂料的复合钛白粉，所述复合钛白粉包括钛白粉与煅烧高岭土，所述钛白粉与煅烧高岭土的质量比为60%‑95%:40%‑5%，其特征在于：所述钛白粉的中位粒径满足：0.1 um≤ D50钛白粉≤ 5um ，所述煅烧高岭土的中位粒径满足： 0.1 um ≤ D50高岭土 ≤5um,且D50钛白粉与D50高岭土之差的绝对值ΔD满足：ΔD≤2 um。

【技术特征摘要】
1.一种应用于涂料的复合钛白粉，所述复合钛白粉包括钛白粉与煅烧高岭土，所述钛白粉与煅烧高岭土的质量比为60%-95%:40%-5%，其特征在于：所述钛白粉的中位粒径满足：0.1um≤D50钛白粉≤5um，所述煅烧高岭土的中位粒径满足：0.1um≤D50高岭土≤5um,且D50钛白粉与D50高岭土之差的绝对值ΔD满足：ΔD≤2um。2.根据权利要求1所述的复合钛白粉，其特征在于：所述钛白粉与煅烧高岭土的质量比为85%-95%:15%-5%。3.根据权利要求1或2所述的复合钛白粉，其特征在于：所述煅烧高岭土的粒径分布为：D90高岭土/D10高岭土＜20，所述钛白粉的粒径分布为：D90钛白粉/D10钛白粉＜10。4.根据权利要求1所述的复合钛白粉，其特征在于：所述钛白粉与煅烧高岭土的堆密度为之比为1-5。5.根据权利要求1所述的复合钛白粉，其特征在于：所述钛白粉的吸油量为15~25g/100g，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春长，
申请(专利权)人：中钛集团洛阳市裕星化工有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41