一种装饰纸用钛白粉的生产方法技术

本发明专利技术一种装饰纸用钛白粉的生产方法,依次经过偏钛酸的制备、洗涤与漂白、盐处理、过滤、粉碎、稀释打浆、包覆第一层磷酸铝、包覆第二层氧化铝、过滤、洗涤、闪蒸和汽粉制得装饰纸用钛白粉产品。本发明专利技术的特色是从硫酸法钛白粉生产源头开始，首先制备遮盖力和耐候性高的中间品，再在后处理经过一系列处理得到分散性好、遮盖力高、耐光性好且采用此种方法制得的产品装饰纸用钛白粉的制造成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种装饰纸用钛白粉的生产方法
本专利技术涉及钛白粉的生产
，特别涉及一种装饰纸用钛白粉的生产方法。
技术介绍
钛白粉学名为二氧化钛，它是一种染料及颜料，由于二氧化钛具有优良的光化学性能而被广泛应用于造纸行业。使用钛白粉的纸张，白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透，在相同条件下透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍，质量也能减轻15%～30%。装饰纸也称为钛白纸，主要用于制作家具、地板、壁纸等的原材料。虽然二氧化钛的化学性质非常稳定，但本身具有光化学性，在紫外线下容易变色，这是因为紫外线激发的电子使四价钛被还原成三价钛而呈现出的颜色。装饰纸作为钛白粉的应用领域之一，钛白粉与纤维一起抄造成纸，经热固性树脂如三聚氰胺甲醛树脂浸渍后，然后热压成型得到成品。在受到紫外线照射时，其表面四价钛易被还原成三价钛，而使制品成灰白色，严重时成黑色，而抵抗这种能力叫耐光性，所以装饰纸对钛白粉的耐光性有很高的要求。钛白粉制造商一直在寻求提高耐光性的方法。美国专利US578574848公开了一种制备高耐光性钛白粉的方法，在加热条件下用铝化合物与磷酸配制一种混合物，这种混合物必须是澄清透明的溶液，经稀释后加入到钛白粉浆料中，然后将PH值调至3～3.5使处理剂沉淀于二氧化钛表面，为了进一步改进耐光性，还要加入一种氧化剂如硝酸钾、硫酸钾或碘酸钾到该方法处理的颜料中。这种方法需要加入大量的磷酸到体系中，成本及后续处理麻烦不具有商业价值。
技术实现思路
本专利技术从硫酸法钛白粉生产源头开始，首先制备遮盖力和耐候性高的中间品，再经后处理得到分散性好、遮盖力高、耐光性好且制造成本低的装饰纸用钛白粉的生产方法。本专利技术装饰纸用钛白粉的生产方法,包括如下步骤：⑴.偏钛酸的制备：钛矿与硫酸反应制得含硫酸氧钛的混合液，经沉降、过滤、结晶、浓缩得浓钛液，其中浓钛液指标如下：F值：1.75～1.95，所述F值是指游离酸加上与钛结合的酸的总浓度比上二氧化钛的浓度；铁钛比：0.25～0.32，所述铁钛比是指铁离子浓度与总钛浓度的比值；二氧化钛浓度：180～195g/L；稳定性：500mL，所述稳定性是指取1mL钛液在25℃下加500mL以上除盐水才能水解；净化固含量低于50ppm，所述净化固含量是指取钛液经过双层滤纸抽滤，残留的固含量；三价钛浓度：1～2g/L；上述浓钛液经水解后制得水合二氧化钛细颗粒，俗称偏钛酸；⑵.洗涤与漂白：用除盐水洗涤上述步骤（1）所得的偏钛酸，后打浆至偏钛酸中TiO2的浓度为300～330g/L，接着向上述偏钛酸中分别加入浓硫酸和三价钛，使得浆料中硫酸的浓度达到50g/L、三价钛的浓度达到1g/L，加热至70℃搅拌2h，然后二次水洗除去可溶性杂质，使偏钛酸中铁的质量含量小于等于30ppm；⑶.盐处理：将上述步骤（2）所得的偏钛酸加除盐水打浆至TiO2浓度为300～330g/L，然后依次加入煅烧晶种、钾化合物、磷化合物和铝化合物，其中所述煅烧晶种的加入量：浆料中二氧化钛的质量=5.5%，钾化合物的加入量以K2O：浆料中二氧化钛的质量=0.38%，磷化合物的加入量以P2O5计：浆料中二氧化钛的质量=0.1%，铝化合物的加入量以Al2O3计：浆料中二氧化钛的质量=0.5%，使之混合均匀；⑷.过滤：将上述步骤（3）盐处理后的物料经过滤压榨，于900～950℃煅烧得金红石型二氧化钛中间品；⑸.粉碎：将上述步骤（4）所得金红石型二氧化钛中间品经辊压磨粉碎后加除盐水和分散剂打浆至TiO2浓度为600～800g/L，然后经过球磨机和砂磨机粉碎至粒径大小为0.2～0.35um；⑹.稀释打浆：经步骤（5）研磨合格的二氧化钛经除盐水稀释至TiO2浓度为300～320g/L，后将系统升温至60～80℃；⑺.包覆第一层磷酸铝：向上述二氧化钛浆料中分别加入H3PO4和NaAlO2，所述H3PO4的质量浓度以P2O5计为50～90g/L，所述H3PO4的加入量以浆料中P2O5的质量：二氧化钛的质量=1～5%；NaAlO2的质量浓度以Al2O3计为40～80g/L，NaAlO2的加入量为以浆料中Al2O3的质量：二氧化钛的质量=1～5%，同时控制系统pH值为8.5～10；⑻.包覆第二层氧化铝：上述浆料经陈化后停止加热，缓慢加入Al2(SO4)3调节系统pH值至4.5～5.5，然后再加入Al2(SO4)3和NaOH，维持系统控制PH值为4.5～5.5，其中Al2(SO4)3的质量浓度以Al2O3计为80～120g/L，Al2(SO4)3总的加入量以浆料中Al2O3的质量：浆料中二氧化钛的质量=1～5%，最后调节陈化浆料的pH值为7～7.5；⑼.上述浆料依次经过滤、洗涤，再用除盐水打浆至TiO2浓度为400～450g/L；⑽.加硝酸铈和硝酸钾：于上述步骤（9）所得的浆料中加入Ce(NO3)3和KNO3的混合液，所述混合溶液以CeO2的质量分数计为10～20%，所述Ce(NO3)3的加入量以CeO2计占浆料中二氧化钛总含量的0.1%，所述KNO3的加入量以K2O计占浆料中二氧化钛总含量的0.2%，然后用稀碱液调节PH至7.0～7.5；⑾.烘干、粉碎：上述物料烘干、经汽粉粉碎即得产品装饰纸用钛白粉。作为本专利技术的优选方案，步骤（1）的F值为1.75～1.8,铁钛比为0.25～0.27。作为本专利技术的优选方案，步骤（2）经二次水洗后偏钛酸中铁含量为20ppm。作为本专利技术的优选方案，步骤（3）中钾化合物为KOH，磷化合物为H3PO4，铝化合物为Al2(SO4)3。作为本专利技术的进一步改进，步骤（5）中的分散剂是硅酸钠或者六偏磷酸钠中的任意一种加上占浆料中二氧化钛总质量0.1%的聚羧酸钠。作为本专利技术的优选方案分散剂配方为硅酸钠和占浆料中二氧化钛总质量0.1%的聚羧酸钠。作为本专利技术的优选方案，步骤（7）中H3PO4的质量浓度以P2O5计为60～80g/L，H3PO4的加入量为浆料中P2O5的质量：浆料中二氧化钛总质量=2～4%；NaAlO2的质量浓度以Al2O3计为50～70g/L，NaAlO2的加入量为浆料中Al2O3的质量：浆料中二氧化钛总质量=2～4%，控制系统pH值为8.5～9。作为本专利技术的优选方案，步骤（8）Al2(SO4)3的质量浓度以Al2O3计为90～110g/L，用Al2(SO4)3调节pH过程包覆的是勃姆石型氧化铝，控制系统pH值为4.8～5.2，此时包覆的是致密氧化铝，Al2O3的质量：二氧化钛的质量=2～4%。综上所述本专利技术的有益效果：本专利技术从硫酸法钛白粉生产源头开始，通过调整钛液指标使产品粒径偏粗，在造纸行业中钛白粉颜料体积浓度高，产品粒径粗遮盖力高。硫酸法钛白粉生产工艺铝盐是锐钛型向金红石型转化的稳定剂，在更高温度下转化具有较低的白度，粒子偏粗，较好的耐光性耐候性。包覆磷酸铝的工艺参数最先进，在70℃碱性下包覆防止生成含有羟基的磷酸铝，提高耐光性；用Al2(SO4)3调节PH同时包覆少量一层疏松磷酸铝，然后再包覆一层致密氧化铝，使钛白粉保持适当的水分散性，水分散性高钛白粉在使用时易流失，低则不易分散，加少量的聚羧酸钠和包覆的致密氧化铝使钛白粉在后续生产中保持较好的流动性，并提高白度。最后添加一定量的硝酸钾和硝酸铈，其中硝酸铈包覆在二氧化钛表面，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装饰纸用钛白粉的生产方法,其特征在于：包括如下步骤：⑴.偏钛酸的制备：钛矿与硫酸反应制得含硫酸氧钛的混合液，经沉降、过滤、结晶、浓缩得到浓钛液，其中浓钛液指标如下：F值：1.75～1.95，所述F值是指游离酸加上与钛结合的酸的总浓度比上二氧化钛的浓度；铁钛比：0.25～0.32，所述铁钛比是指铁离子浓度与总钛浓度的比值；二氧化钛浓度：180～195g/L；稳定性：500mL，所述稳定性是指取1mL钛液在25℃下加500mL以上除盐水才能水解；净化固含量低于50ppm，所述净化固含量是指取钛液经过双层滤纸抽滤，残留的固含量；三价钛浓度：1～2 g/L；上述浓钛液经水解后制得水合二氧化钛细颗粒，俗称偏钛酸；⑵.洗涤与漂白：用除盐水洗涤上述步骤（1）所得的偏钛酸，后打浆至偏钛酸中TiO2的浓度为300～330g/L，接着向上述偏钛酸中分别加入浓硫酸和三价钛，使得浆料中硫酸的浓度达到50 g/L、三价钛的浓度达到1 g/L，加热至70℃搅拌2h，然后二次水洗除去可溶性杂质，使偏钛酸中铁的质量含量小于等于30ppm；⑶.盐处理：将上述步骤（2）所得的偏钛酸加除盐水打浆至TiO2浓度为300～330g/L，然后依次加入煅烧晶种、钾化合物、磷化合物和铝化合物，其中所述煅烧晶种的加入量：浆料中二氧化钛的质量= 5.5%，钾化合物的加入量以K2O：浆料中二氧化钛的质量= 0.38%，磷化合物的加入量以P2O5计：浆料中二氧化钛的质量= 0.1%，铝化合物的加入量以Al2O3计：浆料中二氧化钛的质量= 0.5%，使之混合均匀；⑷.过滤：将上述步骤（3）盐处理后的物料经过滤压榨，于900～950℃煅烧得金红石型二氧化钛中间品；⑸.粉碎：将上述步骤（4）所得金红石型二氧化钛中间品经辊压磨粉碎后加除盐水和分散剂打浆至TiO2浓度为600～800 g/L，然后经过球磨机和砂磨机粉碎至粒径大小为0.2～0.35um；⑹. 稀释打浆：经步骤（5）研磨合格的二氧化钛经除盐水稀释至TiO2浓度为300～320 g/L，后将系统升温至60～80℃；⑺. 包覆第一层磷酸铝：向上述二氧化钛浆料中分别加入H3PO4和NaAlO2，所述H3PO4的质量浓度以P2O5计为50～90 g/L，所述H3PO4的加入量以浆料中P2O5的质量：二氧化钛的质量=1～5%；NaAlO2的质量浓度以Al2O3计为40～80 g/L，NaAlO2的加入量为以浆料中Al2O3的质量：二氧化钛的质量=1～5%，同时控制系统pH值为8.5～10；⑻.包覆第二层氧化铝：上述浆料经陈化后停止加热，缓慢加入Al2(SO4)3调节系统pH值至4.5～5.5，然后再加入Al2(SO4)3和NaOH，维持系统控制PH值为4.5～5.5，其中Al2(SO4)3的质量浓度以Al2O3计为80～120 g/L，Al2(SO4)3总的加入量以浆料中Al2O3的质量：浆料中二氧化钛的质量=1～5%，最后调节陈化浆料的pH值为7～7.5；⑼.上述浆料依次经过滤、洗涤，再用除盐水打浆至TiO2浓度为400～450g/L；⑽.加硝酸铈和硝酸钾：于上述步骤（9）所得的浆料中加入Ce(NO3)3和KNO3的混合液，所述混合溶液以CeO2的质量分数计为10～20%，所述Ce(NO3)3的加入量以CeO2计占浆料中二氧化钛总含量的0.1%，所述KNO3的加入量以K2O计占浆料中二氧化钛总含量的0.2%，然后用稀碱液调节PH至7.0～7.5；⑾.烘干、粉碎：上述物料烘干、经汽粉粉碎即得产品装饰纸用钛白粉。...

【技术特征摘要】
1.一种装饰纸用钛白粉的生产方法,其特征在于：包括如下步骤：⑴.偏钛酸的制备：钛矿与硫酸反应制得含硫酸氧钛的混合液，经沉降、过滤、结晶、浓缩得到浓钛液，其中浓钛液指标如下：F值：1.75～1.95，所述F值是指游离酸加上与钛结合的酸的总浓度比上二氧化钛的浓度；铁钛比：0.25～0.32，所述铁钛比是指铁离子浓度与总钛浓度的比值；二氧化钛浓度：180～195g/L；稳定性：500mL，所述稳定性是指取1mL钛液在25℃下加500mL以上除盐水才能水解；净化固含量低于50ppm，所述净化固含量是指取钛液经过双层滤纸抽滤，残留的固含量；三价钛浓度：1～2g/L；上述浓钛液经水解后制得水合二氧化钛细颗粒，俗称偏钛酸；⑵.洗涤与漂白：用除盐水洗涤上述步骤（1）所得的偏钛酸，后打浆至偏钛酸中TiO2的浓度为300～330g/L，接着向上述偏钛酸中分别加入浓硫酸和三价钛，使得浆料中硫酸的浓度达到50g/L、三价钛的浓度达到1g/L，加热至70℃搅拌2h，然后二次水洗除去可溶性杂质，使偏钛酸中铁的质量含量小于等于30ppm；⑶.盐处理：将上述步骤（2）所得的偏钛酸加除盐水打浆至TiO2浓度为300～330g/L，然后依次加入煅烧晶种、钾化合物、磷化合物和铝化合物，其中所述煅烧晶种的加入量：浆料中二氧化钛的质量=5.5%，钾化合物的加入量以K2O：浆料中二氧化钛的质量=0.38%，磷化合物的加入量以P2O5计：浆料中二氧化钛的质量=0.1%，铝化合物的加入量以Al2O3计：浆料中二氧化钛的质量=0.5%，使之混合均匀；⑷.过滤：将上述步骤（3）盐处理后的物料经过滤压榨，于900～950℃煅烧得金红石型二氧化钛中间品；⑸.粉碎：将上述步骤（4）所得金红石型二氧化钛中间品经辊压磨粉碎后加除盐水和分散剂打浆至TiO2浓度为600～800g/L，然后经过球磨机和砂磨机粉碎至粒径大小为0.2～0.35um；⑹.稀释打浆：经步骤（5）研磨合格的二氧化钛经除盐水稀释至TiO2浓度为300～320g/L，后将系统升温至60～80℃；⑺.包覆第一层磷酸铝：向上述二氧化钛浆料中分别加入H3PO4和NaAlO2，所述H3PO4的质量浓度以P2O5计为50～90g/L，所述H3PO4的加入量以浆料中P2O5的质量：二氧化钛的质量=1～5%；NaAlO2的质量浓度以Al2O3计为40～80g/L，NaAlO2的加入量为以浆料中Al2O3的质量：二氧化钛的质量=1～5%，同时控制系统pH值为8.5～10；⑻.包覆第二层氧化铝：上述浆料经陈化后停止加热，缓慢...

【专利技术属性】
技术研发人员：武超，章胜平，孙利润，蒋婷婷，王地灵，
申请(专利权)人：安徽安纳达钛业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34