一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法。首先将钛白颜料、表面活性剂和去离子水通过分散、研磨制备得到超细钛白颜料水性分散体，继续搅拌超细钛白颜料水性分散体并滴加铝盐和硅盐，对分散后的钛白颜料进行无机物混合包覆，然后再添加两种分散剂，二氧化钛颜料表面包覆的氧化物中的铝、硅与分散剂形成稳定的共价键，能够长期稳定的存在水溶液中。通过本方法制备的钛白颜料水性分散体具有颜料含量高、颜料颗粒粒径小散射力高、在水性溶液中能够稳定存在、不易返粗等优点。

A preparation method of water-borne dispersion of coated titanium dioxide pigments

The invention discloses a preparation method of water-borne dispersion of coated titanium dioxide pigment. The water-borne dispersion of ultrafine titanium dioxide pigments was prepared by dispersion and grinding of titanium dioxide pigments, surfactants and deionized water. The water-borne dispersion of ultrafine titanium dioxide pigments was stirred and dripped with aluminium salts and silicates. The dispersed titanium dioxide pigments were coated with inorganic compounds, and then two dispersants were added, aluminium, silicon and components in the oxide coated on the surface of titanium dioxide pigments. Powder forms stable covalent bonds and can exist in aqueous solution for a long time. The water-borne dispersion of titanium dioxide pigments prepared by this method has the advantages of high pigment content, small particle size, high scattering force, stable existence in aqueous solution, and not easy to be coarsened.

【技术实现步骤摘要】
一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法
本专利技术涉及精细化工
，具体地是涉及一种钛白颜料水性分散体的制备方法，尤其涉及一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法。
技术介绍
钛白颜料具有折射率高、遮盖力大、光泽度与白度好、对人体无害等优点,是电子、化工、冶金等工业不可缺少的原料，在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。2017年，我国钛白粉总产量达287万吨，其中金红石型、锐钛型占比分别为79.33％、15.45％。由于直接使用钛白颜料着色存在粉尘污染严重、颜料颗粒大不易分散、散射力低等缺陷。在涂料、造纸等工业领域中，一般将钛白颜料稳定分散在水性体系中制备成钛白颜料分散体进行使用。然而由于色浆中钛白颜料的粒度小、表面积大、表面能高，非常容易产生自发的凝聚，表现出强烈的团聚特性，容易团聚生成粒径较大的二次颗粒，并且未经表面处理的钛白颜料在体系中不能很好的分散，致使散射力、遮盖力差，制成品耐候性和抗老化性能差，为此需要对钛白颜料进行表面改性。表面改性是指用化学、物理、机械等方法对粉体颗粒进行处理，有目的改变粉体颗粒表面的物理化学性质的方法，通过表面改性来增加粉体颗粒在水中的易分散性和储存稳定性，是一种常用的粉体改性方法。申请号为CN200710195099.5的中国专利公开了一种超声波制备稳定的纳米级水性颜料分散液的方法，是将含有颜料、分散剂和去离子水的混合液用高速剪切机进行高速剪切，再经过研磨处理，最后通过控制超声波功率和温度进行超声波处理，主要是通过机械方法进行分散制备稳定分散液，避免在长时间储存后，钛白颜料颗粒发生二次聚集和出现返粗的现象。公开号为US4448609的美国专利公开了一种二氧化钛颜料水性分散体的制备方法，是首先用铝化合物对钛白颜料进行表面包覆，然后与胺基分散剂和阴离子分散剂经过研磨等制备钛白颜料含量高的水性分散体，是先进行无机物包覆然后再研磨分散，导致研磨后钛白颜料表面大部分无铝化合物包覆，失去了铝化物包覆钛白颜料使钛白颜料稳定分散的作用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法。该包覆钛白颜料水性分散体具有颜料含量高、颜料颗粒粒径小散射力高、在水性溶液中能够稳定存在、储存时间长不易返粗、耐候性高等优点。本专利技术的技术方案是：一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法，包括以下步骤：1)将钛白颜料、表面活性剂和去离子水混合后，通过搅拌分散、研磨制备得到超细钛白颜料水性分散体；2)对超细钛白颜料水性分散体进行搅拌升温，温度控制在50-90℃，搅拌状态下分别滴加铝盐和硅盐，滴加时间0.5h以上，滴加完毕后，调节pH值至8.0-11.0，继续反应至少1h，降至室温得到无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体；3)向无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体中添加分散剂A和分散剂B，继续搅拌至少0.5h，得到包覆钛白颜料水性分散体；分散剂A的结构通式为：其中，R1、R2为相互独立的甲基或乙基；a为1～10的整数；b为1～10的整数；c为1～20的整数；分散剂B的结构通式为：其中，R3为含有1～20个碳原子的烷基；m为2～10的整数。进一步，按包覆钛白颜料水性分散体总质量百分比计：钛白颜料30-70％、表面活性剂0.5-3％；按钛白颜料总质量百分比计：铝盐1-3％、硅盐1-3％、分散剂A1-3％、分散剂B1-3％。进一步，所述表面活性剂为六偏磷酸钠，三乙醇胺、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷中的至少一种。进一步，步骤1)中的搅拌分散时间为0.5-1h，搅拌速度为500～1500r/min；研磨采用砂磨机进行，至少研磨2遍。进一步，步骤2)中的铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的至少一种；硅盐为硅酸钠、硅酸钾中的至少一种。进一步，步骤2)中采用氢氧化钠、碳酸钠或氨水调节pH值，优选采用氢氧化钠。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过本方法制备的包覆钛白颜料水性分散体具有颜料含量高、颜料颗粒粒径小、散射力高、在水性溶液中能够稳定存在、储存时间长不易返粗、耐候性高等优点。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术中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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面具体实施例和对比实施例中，所用铝盐、硅盐水溶液中铝盐、硅盐的质量浓度为1％，pH值调节剂的浓度为1mol/L。所用分散剂A为聚醚改性硅烷偶联剂，具有通式(I)的结构：分散剂A1中，R1为甲基，R2为甲基，a为5，b为5，c为10；分散剂A2中，R1为甲基，R2为乙基，a为1，b为10，c为20；分散剂A3中，R1为乙基，R2为甲基，a为10，b为1，c为1。所述分散剂B为氨基酸型表面活性剂，具有通式(II)的结构：分散剂B1中，R3为十二烷基，m为4；分散剂B2中，R3为甲基，m为10；分散剂B3中，R3为二十烷基，m为2。下列实施例及对比实施例中，各组成均是按照质量份数计算的。实施例1步骤1)：将50份钛白颜料、2份六偏磷酸钠和44份去离子水通过搅拌分散、研磨制备得到超细钛白颜料水性分散体。其中，搅拌分散时间为45min，搅拌速度为1000r/min；通过砂磨机研磨2遍。步骤2)：把步骤1)得到的超细钛白颜料水性分散体转移至搅拌机中继续搅拌升温并将温度控制在70℃，并在搅拌状态下，分别滴加氯化铝水溶液(其中氯化铝质量为1份)和硅酸钠水溶液(其中硅酸钠质量为1份)，滴加时间40min，用氢氧化钠pH值调节剂使溶液的pH值在10.0。滴加完毕继续反应3h，降至室温得到无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体；步骤3)：向步骤2)得到的无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体中添加1份分散剂A1和1份分散剂B1，继续搅拌40min，得到包覆钛白颜料水性分散体。实施例2步骤1)：将30份钛白颜料、0.5份三乙醇胺和67.1份去离子水通过搅拌分散、研磨制备得到超细钛白颜料水性分散体。其中，搅拌分散时间为30min，搅拌速度为1500r/min；通过砂磨机研磨3遍。步骤2)：把步骤1)得到的超细钛白颜料水性分散体转移至搅拌机中继续搅拌升温并将温度控制在50℃，并在搅拌状态下，分别滴加硫酸铝水溶液(其中硫酸铝质量为0.3份)和硅酸钾水溶液(其中硅酸钾质量为0.9份)，滴加时间30min，用碳酸钠pH值调节剂使溶液的pH值在11.0。滴加完毕继续反应1h，降至室温得到无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体；步骤3)：向步骤2)得到的无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体中添加0.3份分散剂A2和0.9份分散剂B2，继续搅拌30min，得到包覆钛白颜料水性分散体。实施例3步骤1)：将70份钛白颜料、3份三羟甲基乙烷和21.4份去离子水通过搅拌分散、研磨制备得到超细钛白颜料水性分散体。其中，搅拌分散时间为1H，搅拌速度为500r/min；通过砂磨机研磨2遍。步骤2)：把步骤1)得到的超细钛白颜料水性分散体转移至搅拌机中继续搅拌升温并将温度控制在90℃，并在搅拌状态下，分别滴加硝酸铝水溶液(其中硝酸铝质量为2.1份)和硅酸钠水溶液(其中硅酸钠质量为0.7份)，滴加30min，用氨水p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将钛白颜料、表面活性剂和去离子水混合后，通过搅拌分散、研磨制备得到超细钛白颜料水性分散体；2)对超细钛白颜料水性分散体进行搅拌升温，温度控制在50‑90℃，搅拌状态下分别滴加铝盐和硅盐，滴加时间0.5h以上，滴加完毕后，调节pH值至8.0‑11.0，继续反应至少1h，降至室温得到无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体；3)向无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体中添加分散剂A和分散剂B，继续搅拌至少0.5h，得到包覆钛白颜料水性分散体；分散剂A的结构通式为：

【技术特征摘要】
1.一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将钛白颜料、表面活性剂和去离子水混合后，通过搅拌分散、研磨制备得到超细钛白颜料水性分散体；2)对超细钛白颜料水性分散体进行搅拌升温，温度控制在50-90℃，搅拌状态下分别滴加铝盐和硅盐，滴加时间0.5h以上，滴加完毕后，调节pH值至8.0-11.0，继续反应至少1h，降至室温得到无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体；3)向无机物混合包覆钛白颜料水性预分散体中添加分散剂A和分散剂B，继续搅拌至少0.5h，得到包覆钛白颜料水性分散体；分散剂A的结构通式为：其中，R1、R2为相互独立的甲基或乙基；a为1～10的整数；b为1～10的整数；c为1～20的整数；分散剂B的结构通式为：其中，R3为含有1～20个碳原子的烷基；m为2～10的整数。2.根据权利要求1所述的一种包覆钛白颜料水性分散体的制备方法，其特征在于，按包覆钛白颜料水...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕仕铭，周华，伍金平，吴鹏，
申请(专利权)人：常熟世名化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32