涂盖无机颗粒的方法技术

本发明专利技术提供了用致密无定形二氧化硅涂盖无机颗粒的一种方法，在此方法中无机颗粒的悬浮液是通过向硅酸盐，优选碱金属硅酸盐中加入一种酸加以涂盖的。在至少加入一部分酸期间，将悬浮液置于超声振动作用下。基本上连续而不可渗透的致密无定形二氧化硅涂盖层可以在温度约为６０℃，在可接受的时间内用该新方法生产的，而生产致密无定形二氧化硅涂盖层的先有已知的经济方法一般使用的温度大约为９０℃。该方法特别适用于生产具有非常高的耐久性的二氧化钛颜料。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别是生产具有致密无定形二氧化硅涂盖层的无机颗粒的方法。带有以被称为致密无定形二氧化硅形式存在的二氧化硅涂盖层的无机颗粒是众所周知的。美国专利2885366号描述了在各种底物上制备致密无定形二氧化硅涂盖层。然而，人们知道，连续而不可渗透的致密无定形二氧化硅涂盖层的形成会是非常耗费时间的，因而是不经济的。有人提出了制备致密无定形二氧化硅涂盖层的改良方法，而且人们普遍知道在相对高的温度，例如90℃下生产涂盖层，能够相当迅速地产生令人满意的涂盖层。但是，高温和用于制备致密无定形二氧化硅涂盖层的碱性溶液的一起使用，意味着需要昂贵的、耐热和耐腐蚀的反应容器。本专利技术的一个目的是提供一种在中等温度下，并以可接受的速度在无机颗粒上制备令人满意的致密无定形二氧化硅涂盖层的方法。根据本专利技术，涂盖无机颗粒的一种方法包含通过向pH值为8～11的硅酸盐溶液中加入一种酸，形成所述颗粒的水悬浮液并在所述颗粒上沉积致密无定形二氧化硅涂盖层，该悬浮液的pH值在加入酸的过程中保持在8-11范围内，其中在致密无定形二氧化硅涂盖层沉积的至少一部分过程中，要使该颗粒的悬浮液经受到超声振动作用。已表明在涂盖层的沉积过程中使用超声振动能使在温度约为60℃时生产的致密无定形二氧化硅涂盖层与在类似的时间和温度约为90℃而不使用超声波条件下所生产的涂盖层具有类似的性质和外观。本专利技术方法可以应用于任何在其上欲沉积一层致密无定形二氧化硅涂盖层的无机颗粒。它特别适用于涂盖无机颜料，尤其是二氧化钛颗粒，这样生产的涂盖的二氧化钛适于作为一种非常耐久性的白色颜料。在本专利技术方法中优选使用的二氧化钛具有金红石晶形。当本专利技术方法中使用二氧化钛时，它可以是未涂盖的二氧化钛或用一种无机涂盖层如氧化物或水合氧化物涂盖了的二氧化钛颗粒。例如，使用本专利技术方法时，在用致密无定形二氧化硅涂盖颗粒前，该颗粒可以用锆、钛、铝、硅、钙或镁的氧化物或水合氧化物涂盖。二氧化钛颗粒也可以在致密无定形二氧化硅涂盖层外面还带有涂盖层，这些涂盖层可以是无机涂盖层，例如硅、钛、锆、铝、钙或镁的氧化物或水合氧化物，或者是有机化合物涂盖层，例如多羟基化合物类、链烷醇胺类、酸类或有机硅化合物。无机和有机涂盖层的特殊用途在颜料领域中是众所周知的，它们可帮助改善诸如涂盖了的颗粒的分散性和耐久性等性能。用于本专利技术方法中的无机颗粒的大小可以在相当大范围内变化。然而，本方法特别适于涂盖颜料二氧化钛，其平均晶体大小优选在0.15-0.40微米范围内，而最优选在0.20-0.30微米范围内。颗粒的悬浮液是以任何方便的方式产生的，例如通过与水搅拌或将水和无机颗粒的混合物经受超声波作用。如果需要，可以加入分散剂以改善颗粒的分散度。适宜的分散剂包括无机化合物，例如碱金属磷酸盐类和碱金属硅酸盐类，或有机化合物，如链烷醇胺类。特殊的分散剂包括硅酸钠、六偏磷酸钠和单异丙醇胺。当使用碱金属硅酸盐类时，这些盐类将最终转化为作为颗粒上致密无定形二氧化硅涂盖层一部分的二氧化硅。因此，在计算产生所期望的涂盖层所需用量时，必须为此打出余量。如果需要的话，也可以通过碾磨悬浮液来提高颗粒的分散度。悬浮液中颗粒的浓度可以在相当大范围内变化，并将取决于颗粒的性质和大小。对于颜料二氧化钛，该浓度优选在150-650克/升之间，而最优选在200-400克/升之间。致密无定形二氧化硅涂盖层是通过酸化硅酸盐的碱性溶液和水合无定形二氧化硅的表面沉积而在颗粒上形成的。适宜的硅酸盐类包括碱金属硅酸盐，例如硅酸钠和硅酸钾。在致密无定形二氧化硅涂盖层在颗粒上沉积的过程中，悬浮液的pH值一直保持在pH为8-11，优选pH值为9-10。硅酸盐可以作为与无机颗粒的悬浮液的混合物存在，向此混合物中加入酸的速度要使pH值保持在特定范围内，或者用另一种方法，向此悬浮液中加入的硅酸盐的碱性溶液及同时加入的酸的速度要使悬浮液保持特定的pH值。一般地讲，所用的酸是无机酸，如硫酸。在酸的加入过程中，该悬浮液的温度通常保持在60℃-100℃范围内，以便达到一种令人满意的致密无定形二氧化硅不可渗透涂盖层的合理的沉积速度。本专利技术方法中超声振动的使用能够在较低温度下产生令人满意的涂盖层，因此优选将该悬浮液保持在60℃-80℃的温度范围内。通常在80℃以上使用超声波将不会产生多大的优势，因为在此温度下不需使用超声波就能相当快地形成令人满意的涂盖层。在本专利技术方法中，当将悬浮液置于超声振动的作用下时，至少完成了一部分致密无定形二氧化硅涂盖层的沉积。这可以通过如下手段实现例如，在发生沉积的容器外产生超声振动，或者优选通过在悬浮液中浸入超声振动器。优选的是，从沉积开始就用振动处理该悬浮液，而且这种处理在沉积过程中一直持续下去。最常用的超声振动是那些被称作动力超声波的超声振动，通常所使用的频率范围是20-100千赫。传递到悬浮液的实际功率取决于悬浮液的性质和被处理的体积，优选的是，输出至悬浮液的功率在50-3000瓦范围内。超声振动趋于使悬浮液的颗粒保持在分散状态，然而需要的话，在沉积过程中也可搅拌该悬浮液。所沉积的致密无定形二氧化硅的量将取决于无机颗粒的性质和预定的用途。一般地，对于颜料二氧化钛，致密无定形二氧化硅的量最多达12%(重量)，表示为相对于TiO2的SiO2的含量，通常至少为2%(重量)。优选此用量为3%-8%(重量)之间。当致密无定形二氧化硅沉积完全后，将搅拌的悬浮液在pH值为8-11保持一段时间，有利于确保二氧化硅涂盖层的完全沉淀。一般地，在硅酸盐和酸加入完毕后，将分散体在pH值为9时保持10-60分钟。优选在此期间将该分散体经受超声振动。如果需要，这些颗粒可用任何适宜技术，用无机或有机涂盖层进一步加以涂盖。例如，一种无机氧化物涂盖层的沉积可以通过向该分散体中加入一种(例如)金属的可水解盐，并将分散体的pH值加以调节以沉淀出氧化物来完成。如果需要，在此氧化物的沉淀过程中，将分散体经受超声振动的作用。在涂盖完成后，分散体的pH值通常调节到大约为中性pH并且涂盖了的颗粒一般通过过滤分离并干燥。根据本专利技术方法涂盖的二氧化钛颗粒已表明具有非常均匀和平滑的致密无定形二氧化硅涂盖层，并且特别适于作为具有高耐久性的颜料。本专利技术通过下列实施例加以说明。实施例1(比较实施例)在少量氯化铝(1.5%(重量)，以Al2O3占反应器排出物的百分数计)的存在下，将从四氯化钛的气相氧化得到的2200克二氧化钛反应器排出物加入到含有足够组分(以使最终浆液的pH值为10，颜料浓度为700克/升)并含有0.1%P2O5(以占反应器排出物的重量计)的水/六偏磷酸钠/NaOH(110克/升)的混合物中。将5140毫升Ottawa砂加入到所得分散体中，然后将分散体在2000rpm条件下磨砂60分钟，然后用金属网从经磨砂的浆液中除去砂子。然后无砂的浆液经过滤除去任何尺寸大于45微米的颗粒。将含有1000克二氧化钛的一部分分散体稀释至350克/升TiO2，并将温度升至60℃。通过加入酸将分散体的pH值调至9.0。然后向搅拌着的含水分散体中加入硅酸钠水溶液(314毫升)，该溶液含有140克/升SiO2，同时加入10%(体积)硫酸(98毫升)。在90分钟内加完，在此期间保持pH值为9，然后在温度保持在60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂盖无机颗粒的方法，它包含形成该颗粒的一种含水悬浮液，并在ｐＨ值为８－１１时，通过向硅酸盐溶液中加入一种酸而在所述颗粒上沉积出致密无定形二氧化硅涂盖层，在滴加过程中，将悬浮液的ｐＨ值保持在８－１１范围内，其特征在于在致密无定形二氧化硅涂盖层的至少一部分沉积过程中，将颗粒的悬浮液置于超声振动的作用下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL梅特卡尔夫，MA威廉森，
申请(专利权)人：泰奥塞集团服务有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]