油墨专用二氧化钛制备方法技术

本发明专利技术涉及一种油墨专用二氧化钛的制备方法，所述方法特征在于：首先采用无机物对工业钛白粉进行处理，获得无机物包覆的二氧化钛；随后采用水溶性有机物对工业钛白粉进行处理，获得无机物有机物共同包覆的二氧化钛。本发明专利技术制备的二氧化钛具有较高的耐候性和在油墨体系中的分散性，可作为油墨，尤其水性油墨中的白色颜料，并可在油墨的贮藏、使用中保持分散，避免沉淀和堵塞喷墨孔。

Preparation method of titanium dioxide for printing ink

The invention relates to a preparation method for titanium dioxide is a kind of ink, the method is characterized by: first inorganic processing industry of titanium dioxide, titanium dioxide to obtain the inorganic coating; followed by water soluble organic compounds for treatment of industrial titanium dioxide, titanium dioxide to obtain inorganic organic Co coating. The titanium dioxide prepared by the invention has high weather resistance and dispersibility in the ink system, and can be used as the white pigment in the printing ink, especially in the water-based ink, and can be dispersed in the storage and use of the ink, so as to avoid the precipitation and jam of the ink jet hole.

【技术实现步骤摘要】
油墨专用二氧化钛制备方法
本专利技术涉及二氧化钛生产制造领域，尤其涉及一种油墨专用二氧化钛的制备方法。
技术介绍
随着包装印刷行业的迅速发展，油墨产品的市场需求量正在日益增加。其中，水性油墨是近年来新兴的印刷原料，其主要由水溶性树脂、颜料、溶剂及相关助剂组成。水性油墨中有毒溶剂含量较低，且不易挥发，其对大气环境和生产环境的污染与危害都显著降低，因而水性油墨尤其适用于食品、饮料、药品等对卫生与安全条件要求更为严格的包装印刷产品。由于二氧化钛具有白度高、遮盖力强、耐热性好等诸多优点，因而其作为白色颜料在油墨产品领域得到了十分普遍的应用，目前，亨斯迈(Huntsman)、杜邦(Dupont)等国外公司均推出了油墨专用的二氧化钛产品。近年来，随着全球油墨市场的不断扩大和高端水性油墨的推广，人们对油墨中使用的二氧化钛也提出了愈来愈高的质量要求。首先，作为油墨中使用的白色颜料，二氧化钛不仅应具有理想的白度和遮盖力，同时应具有良好的颜色稳定性。然而，未经处理的二氧化钛具有光催化活性，其在紫外光照射下容易发生变黄、粉化等现象，含有二氧化钛白色颜料的户外油墨印刷品在长期阳光照射下容易老化褪色。其次，二氧化钛以微小颗粒的状态存在于油墨组分中，其表面张力较高，在有机溶剂中难以润湿和分散，导致二氧化钛在油墨体系中分散稳定性不佳，易发生团聚甚至沉降。因此，提高颜色稳定性(即：抗紫外光耐候性)和在油墨体系中的分散稳定性是改善油墨专用二氧化钛产品性能的重要途径。为了提高二氧化钛的耐候性和分散性，通常做法是采用氧化锆、氧化硅、氧化铝等无机氧化物和有机硅、有机胺、多元醇等有机处理剂对二氧化钛进行一层或多层的表面包覆处理。比如，公开号为CN101880492B的专利公开了一种油墨专用钛白粉颜料的生产方法，该方法向二氧化钛悬浮液中加入铝化合物水溶液，在二氧化钛表面形成一层氧化铝包覆层，并对经洗涤、干燥、粉碎后的二氧化钛表面进行有机处理。公开号为CN104477989A的专利公开了另一种油墨用二氧化钛的制备方法，该方法首先向二氧化钛悬浮液中加入分散剂并通入蒸汽，随后在适当的PH值下向悬浮液中加入含铝化合物，并采用硅烷、多元醇等有机表面处理剂对二氧化钛进行处理。尽管通过目前的包覆方式可在一定程度上提高二氧化钛的耐候性和分散性，然而，现有技术仍存在着一些不足之处。首先，无机物的一元包覆很难完全堵塞二氧化钛的光化学活化点。其次，由于氧化锆、氧化硅、氧化铝等常用无机包覆材料仅能对紫外线进行反射，而不能对紫外线进行吸收，因而锆、铝、硅氧化物包覆后的二氧化钛耐候性并不理想。最后，经过现有技术有机包覆后的二氧化钛尽管可在油性体系中分散，但其在由水溶性树脂、水、醇等物质组成的水性油墨中的分散稳定性仍有待提高。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术公开了一种油墨专用二氧化钛制备方法。本专利技术通过以下技术方案实现：一种油墨专用二氧化钛的制备方法，其特征在于：首先采用无机物对工业钛白粉进行处理，获得无机物包覆的二氧化钛；随后采用水溶性有机物对工业钛白粉进行处理，获得无机物有机物共同包覆的二氧化钛。进一步的，所述油墨专用二氧化钛的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a.按工业钛白粉：去离子水＝(20-30)：(70-80)的质量比，向去离子水中加入未经处理的工业钛白粉，制备二氧化钛的浆料I；按六偏磷酸钠：工业钛白粉＝(0.1-0.2)：100的质量比，向浆料I中加入六偏磷酸钠，加热至60-80℃，搅拌20-60min；b.向步骤a获得的浆料I中逐渐添加磷酸溶液，调节PH值至3-4；然后向浆料I中同时滴加磷酸溶液和偏铝酸钠溶液直到PH值等于5，搅拌20-60min，陈化40-80min；然后向浆料I中同时滴加硫酸溶液和偏铝酸钠溶液直到PH值至8-9，搅拌20-60min，陈化40-80min；c.按稀土氢氧化物溶胶：工业钛白粉＝(10-30)：100的质量比，向步骤b获得的浆料I中加入稀土氢氧化物溶胶，搅拌20-60min，陈化40-80min；d.对步骤c获得的浆料I进行洗涤、过滤、干燥、粉碎，获得无机物包覆的二氧化钛；e.按水溶性丙烯酸树脂：去离子水＝(20-30)：(70-80)的质量比，将水溶性丙烯酸树脂和去离子水混合，逐渐添加氢氧化钠溶液并搅拌，直到水溶性丙烯酸树脂树完全溶解，获得水溶性丙烯酸树脂溶液；按步骤d获得的二氧化钛：水溶性丙烯酸树脂溶液：去离子水＝(10-15)：(10-15)：(70-75)的质量比，配制二氧化钛的浆料II；向浆料II中逐渐添加阳离子交换树脂，调节PH值至4-6，搅拌20-60min；f.对步骤e获得的浆料II进行洗涤、过滤、干燥、粉碎，获得无机物有机物共同包覆的二氧化钛。进一步的，步骤c中所述稀土氢氧化物溶胶的制备方法为：按稀土硝酸盐：聚乙烯醇：去离子水＝(5-15)：(5-10)：(80-90)的质量比，配制稀土硝酸盐溶液，向稀土硝酸盐溶液中逐渐添加氨水，调节PH值至7-8，搅拌20-60min，过滤、洗涤，获得稀土氢氧化物溶胶。进一步的，所述稀土硝酸盐选自硝酸钇、硝酸镱、硝酸镝、硝酸钆中的至少一种。进一步的，所述稀土硝酸盐为硝酸钇、硝酸镱和硝酸钆的混合物。进一步的，所述稀土硝酸盐为硝酸钇、硝酸镱和硝酸镝的混合物。进一步的，步骤e中所述水溶性丙烯酸树脂的制备方法为：按单体：引发剂：醋酸丁酯溶剂＝30：15：55的质量比称取原料，将醋酸丁酯溶剂加热至80-90℃，导入氮气，同时向醋酸丁酯溶剂中逐渐滴加单体和引发剂，滴加完毕后保温1.5-2.5小时，蒸馏溶剂。进一步的，所述单体依次包括质量比为(10-40)：(10-20)：(50-70)的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯；所述引发剂为质量比为(12-15)：(85-87)的辛过氧酸-1,1-二甲基乙基酯与醋酸丁酯的混合溶液。进一步的，步骤b中所述偏铝酸钠溶液的浓度为100-150g/L。进一步的，步骤b中所述磷酸溶液的浓度为85-90％。本专利技术与现有技术相比，其优点在于：本专利技术在二氧化钛表面同时包覆氧化铝和磷酸盐，在二氧化钛表面形成连续且疏松的二元无机混合包覆层，从而堵塞二氧化钛的光化学活化点，提高二氧化钛的耐候性。随后，本专利技术对经过氧化铝和磷酸盐包覆后的二氧化钛进行稀土氧化物包覆，利用稀土氧化物在紫外光波长区域的强烈自吸收作用，进一步提高二氧化钛的抗紫外光性能。最后，本专利技术在进行了无机包覆的二氧化钛表面包覆水溶性树脂，利用树脂材料的低表面能，提高二氧化钛在油墨体系中的分散性。此外，本专利技术采用水性油墨中普遍使用的水溶性丙烯酸树脂作为有机包覆剂，在提高二氧化钛分散性的同时，可尤其提高二氧化钛在水性油墨体系中的分散稳定性。采用本专利技术制备的二氧化钛可作为油墨，尤其水性油墨中的白色颜料，并在油墨产品的贮藏、使用中保持分散，避免沉淀和堵塞喷墨孔。附图说明图1：本专利技术实施例1-6和对比例1制备的二氧化钛分别在紫外光照射10min、20min和30min条件下的明度变化ΔL；图2：本专利技术实施例1-6和对比例1制备的二氧化钛分别在紫外光照射10min、20min和30min条件下的颜色变化Δb；图3：本专利技术实施例1-6和对比例1-2制备的二氧化钛在去离子水中的Zeta电位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油墨专用二氧化钛的制备方法，其特征在于：首先采用无机物对工业钛白粉进行处理，获得无机物包覆的二氧化钛；随后采用水溶性有机物对工业钛白粉进行处理，获得无机物有机物共同包覆的二氧化钛。

【技术特征摘要】
1.一种油墨专用二氧化钛的制备方法，其特征在于：首先采用无机物对工业钛白粉进行处理，获得无机物包覆的二氧化钛；随后采用水溶性有机物对工业钛白粉进行处理，获得无机物有机物共同包覆的二氧化钛。2.根据权利要求1所述的油墨专用二氧化钛的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a.按工业钛白粉：去离子水＝(20-30)：(70-80)的质量比，向去离子水中加入未经处理的工业钛白粉，制备二氧化钛的浆料I；按六偏磷酸钠：工业钛白粉＝(0.1-0.2)：100的质量比，向浆料I中加入六偏磷酸钠，加热至60-80℃，搅拌20-60min；b.向步骤a获得的浆料I中逐渐添加磷酸溶液，调节PH值至3-4；然后向浆料I中同时滴加磷酸溶液和偏铝酸钠溶液直到PH值等于5，搅拌20-60min，陈化40-80min；然后向浆料I中同时滴加硫酸溶液和偏铝酸钠溶液直到PH值至8-9，搅拌20-60min，陈化40-80min；c.按稀土氢氧化物溶胶：工业钛白粉＝(10-30)：100的质量比，向步骤b获得的浆料I中加入稀土氢氧化物溶胶，搅拌20-60min，陈化40-80min；d.对步骤c获得的浆料I进行洗涤、过滤、干燥、粉碎，获得无机物包覆的二氧化钛；e.按水溶性丙烯酸树脂：去离子水＝(20-30)：(70-80)的质量比，将水溶性丙烯酸树脂和去离子水混合，逐渐添加氢氧化钠溶液并搅拌，直到水溶性丙烯酸树脂树完全溶解，获得水溶性丙烯酸树脂溶液；按步骤d获得的二氧化钛：水溶性丙烯酸树脂溶液：去离子水＝(10-15)：(10-15)：(70-75)的质量比，配制二氧化钛的浆料II；向浆料II中逐渐添加阳离子交换树脂，调节PH值至4-6，搅拌20-60min；f.对步骤e获得的浆料II进行洗涤、过滤、干燥、粉碎，获得无机物有机物共同...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐英杰，徐英豪，
申请(专利权)人：西藏亚吐克工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：西藏,54