一种微球化钛白粉颗粒、制备装置及制备方法与应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微球化钛白粉颗粒、制备装置及制备方法与应用，属于钛白粉生产技术领域。所述的微球化钛白粉颗粒粒径为10‑50μm，所述钛白粉颗粒由钛白粉体、分散剂、粘合剂组成，其中所述钛白粉体、分散剂和粘合剂的重量配比为100：0.2‑0.5：0.2‑0.5。该钛白粉颗粒呈微球状，在水性体系中具有较好的分散性。由于涂料制备过程中有研磨工序，可以将大颗粒研磨成需要的粒径，钛白粉在水性体系中分散性较好，虽然微球状颗粒较大，但经过研磨后容易达到涂料要求，并且此产品不用经过气流粉碎工序，节约了粉碎蒸汽用量级有机包膜剂，降低成本，同时由于钛白粉微球状，颗粒较大，在投料过程中避免出现粉尘，保护环境。

【技术实现步骤摘要】
一种微球化钛白粉颗粒、制备装置及制备方法与应用
本专利技术属于钛白粉生产
，更具体地说，涉及一种微球化钛白粉颗粒、制备装置及制备方法与应用。
技术介绍
二氧化钛，俗称钛白粉，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。它具有纯洁的白度，对光线的折射率高；粒度和粒度分布适宜的微细粉末；对光热作用稳定；呈化学惰性等特性。二氧化钛是化学工业中一种重要的原材料，广泛应用于造纸、涂料、塑料、油墨、造纸、橡胶、陶瓷、搪瓷或填料，是迄今为止公认的最佳白色颜料，占全部白色颜料使用量的80％以上。钛白粉的应用领域分为油性体系和水性体系，由于钛白粉最外层包覆一层有机物(比如TMP、有机硅、硅烷、TME等)，钛白粉在油性体系中有较好的分散性，但在水性体系中的分散性却不尽如人意；并且在钛白粉投料过程中，由于钛白粉颗粒较小，粉尘飞扬，造成不同程度的环境污染，又能解决粉尘问题，已经成为本领域的大难题。为了解决上述的扬尘问题，经检索，例如中国专利申请号201910876866.1公开了一种钛白粉表面处理方法，该方法使用硅烷和磷酸酯通过水解缩聚反应得到的粘度为1-500cst、聚合度为5-20的低聚物，将该低聚物作为表面处理剂对钛白粉进行表面处理，得到的改性钛白粉既具有较高的流动性和耐温性，具有低扬尘性，降低了生产车间空气中的粉尘量，但是经过该方法处理的钛白粉，在油性体系中有较好的分散性，在水性体系中的分散性很差。此外，为了解决上述的水分散性不好的问题，经检索，例如中国专利申请号201811042416.4公开了一种用于涂料的微球状复合钛白粉的制备方法，该方法通过制备含聚苯乙烯磺酸钠和氯化钙的混合溶液A，然后与碳酸氢铵混合为混合溶液B，反应制得碳酸钙包覆的聚苯乙烯磺酸钠复合微球，再与钛酸四丁酯反应制备得到聚苯乙烯磺酸钠-碳酸钙-二氧化钛复合材料，即为用于涂料的微球状复合钛白粉。再如中国专利申请号201710338990.3公开了一种应用于装饰纸的纳米二氧化钛的表面处理方法，将纳米二氧化钛输送至表面处理槽，然后加入硬脂酸甘油酯分散剂和水，控制温度在50-70℃，在转速为300-500r/min搅拌10-20min，得纳米二氧化钛分散液；将上述纳米二氧化钛分散液加入超声波发生器，再加入烷基萘磺酸盐和聚丙烯酰胺复合改性剂，在温度为50-70℃、频率为50-70KHz下超声30-60min，得改性纳米二氧化钛液；再将改性纳米二氧化钛液经过滤，干燥，粉碎，过筛，即完成纳米二氧化钛的表面处理。在名称为《聚丙烯酰胺接枝改性TiO2粉体及其性能》(张华，中国粉体技术，第20卷，NO.1，2014)的文献中，采用溶胶-凝胶法制得纳米TiO2粉体，经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性后，通过聚丙烯酰胺(PAM)在MPS-TiO2粉体表面进行原位接枝聚合，制得基于共价键结合的PAM-MPS-TiO2复合光催化剂。上述几个方案均不失为对钛白粉分散性和扬尘问题的良好探索，但仍有进一步提升的空间，行业内对于钛白粉的研究也从未停止。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有钛白粉在水性体系中分散性不好，并且投料过程中出现粉尘的问题，本专利技术提供一种微球化钛白粉颗粒，在水性体系中分散性较好，避免在投料过程中出现粉尘，保护环境。本专利技术还提供一种微球化钛白粉颗粒的制备装置，结构简单，便于钛白粉颗粒的制造。本专利技术还提供一种微球化钛白粉颗粒的制备方法，步骤衔接有序，过程流畅，有利于钛白粉颗粒的制备。本专利技术还提供一种微球化钛白粉颗粒在水性体系涂料中的应用。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术的微球化钛白粉颗粒，粒径为10-50μm，所述颗粒剂由浆料喷雾造粒制备，所述钛白粉颗粒包含钛白粉体、至少一种分散剂和至少一种粘合剂，其中所述钛白粉体、分散剂和粘合剂的重量配比为100：0.2-0.5：0.2-0.5。于本专利技术的一种可能的实施方式中，所述分散剂为聚苯乙烯磺酸钠，所述的粘合剂为聚丙烯酰胺；其中所述钛白粉体、聚苯乙烯磺酸钠和聚丙烯酰胺的重量配比为100：0.2-0.5：0.2-0.5，优选的为100：0.2：0.3。本专利技术的微球化钛白粉颗粒的制备装置，包括：一次球磨机构，其包括有粗品料仓、辊压磨、打浆槽、胶体磨、球磨机和中转槽，所述的粗品料仓下部连接辊压磨，所述的辊压磨下端连有打浆槽；所述的打浆槽下部用管连接胶体磨；所述的胶体磨连接球磨机进料口，所述的球磨机下端有中转槽；二次砂磨机构，其包括有磨前储槽、砂磨机和磨后储槽，所述的砂磨机两端分别连接磨前储槽和磨后储槽，所述的磨前储槽连接中转槽；表面处理机构，其包括有表面处理罐和处理后槽，所述的表面处理罐上部连接磨后储槽，表面处理罐底部连接处理后槽；压滤制浆机构，其包括有压滤机和二次制浆槽，所述的压滤机一侧连有处理后槽，下部连有二次制浆槽，干燥机构，其包括有喷雾干燥塔，所述的喷雾干燥塔内喷雾器连接二次制浆槽下端。于本专利技术的一种可能的实施方式中，所述的打浆槽上部连有两个管，分别是第一脱盐水管及第一分散剂管。于本专利技术的一种可能的实施方式中，所述的表面处理罐上部连有四个管，分别为第二脱盐水管、磷化物管、硅化物管和铝化物管，表面处理罐侧面连有三个升温管。于本专利技术的一种可能的实施方式中，所述的二次制浆槽上部连有三个管，分别为第三脱盐水管、第三分散剂管和粘结剂管。于本专利技术的一种可能的实施方式中，所述的干燥机构还包括包装机，所述的干燥塔下部连接包装机。本专利技术的微球化钛白粉颗粒的制备方法，将处理后的钛白粉浆料进行洗涤、制浆，在钛白粉浆料中先行加入聚苯乙烯磺酸钠进行分散，分散后加入聚丙烯酰胺做粘合剂，之后通过雾化器喷成雾状进行干燥，得到微球化钛白粉颗粒。本专利技术的微球化钛白粉颗粒的制备方法的具体步骤如下：步骤S101、粗品料仓内投入钛白粉粗品，启动辊压磨，打浆槽开始加脱盐水，同时调整第一分散剂流量，第一分散剂可以为聚丙烯酸钠、硅酸钠或者六偏磷酸钠；步骤S102、打开料仓下料阀门，粗品经辊压磨粉体碾碎后进入打浆槽，初步润湿、分散后的浆料经胶体磨研磨后转入球磨机进行二次研磨，研磨后的浆料转入中转槽；步骤S103、将中转槽内浆料转入磨前储槽，磨前储槽浆料转入砂磨机进行第二次水性体系研磨，研磨后的浆料转入磨后储槽；步骤S104、将磨后储槽的浆料转入表面处理罐，进行磷硅铝包膜，其中磷采用六偏磷酸钠或者稀磷酸，包膜完成后的浆料转入处理后槽；步骤S105、将处理后槽浆料转入压滤机，进行压滤、洗涤，除去多余的盐离子，洗涤完成后的滤饼进行卸饼至二次制浆槽进行二次制浆，加入第二分散剂，分散完成后加入粘结剂，固含量为48-55％；步骤S106、分散完成后的浆料通过泵转入雾化器，通过雾化器雾化，在喷雾干燥塔内与热空气接触除去浆料中的水分，热空气的干燥温度为90-120℃，得到微球状钛白粉颗粒；步骤S107、得到微球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微球化钛白粉颗粒，其特征在于，粒径为10-50μm，所述颗粒剂由浆料喷雾造粒制备，所述钛白粉颗粒包含钛白粉体、至少一种分散剂和至少一种粘合剂，其中所述钛白粉体、分散剂和粘合剂的重量配比为100：0.2-0.5：0.2-0.5。/n

【技术特征摘要】
1.一种微球化钛白粉颗粒，其特征在于，粒径为10-50μm，所述颗粒剂由浆料喷雾造粒制备，所述钛白粉颗粒包含钛白粉体、至少一种分散剂和至少一种粘合剂，其中所述钛白粉体、分散剂和粘合剂的重量配比为100：0.2-0.5：0.2-0.5。


2.根据权利要求1所述的微球化钛白粉颗粒，其特征在于，所述分散剂为聚苯乙烯磺酸钠，所述的粘合剂为聚丙烯酰胺；其中所述钛白粉体、聚苯乙烯磺酸钠和聚丙烯酰胺的重量配比为100：0.2-0.5：0.2-0.5，优选的为100：0.2：0.3。


3.一种如根据权利要求1或2所述微球化钛白粉颗粒的制备装置，其特征在于，包括：
一次球磨机(150)构(100)，其包括有粗品料仓(110)、辊压磨(120)、打浆槽(130)、胶体磨(140)、球磨机(150)和中转槽(160)，所述的粗品料仓(110)下部连接辊压磨(120)，所述的辊压磨(120)下端连有打浆槽(130)；所述的打浆槽(130)下部用管连接胶体磨(140)；所述的胶体磨(140)连接球磨机(150)进料口，所述的球磨机(150)下端有中转槽(160)；
二次砂磨机(220)构(200)，其包括有磨前储槽(210)、砂磨机(220)和磨后储槽(230)，所述的砂磨机(220)两端分别连接磨前储槽(210)和磨后储槽(230)，所述的磨前储槽(210)连接中转槽(160)；
表面处理机构(300)，其包括有表面处理罐(310)和处理后槽(320)，所述的表面处理罐(310)上部连接磨后储槽(230)，表面处理罐(310)底部连接处理后槽(320)；
压滤制浆机构(400)，其包括有压滤机(410)和二次制浆槽(420)，所述的压滤机(410)一侧连有处理后槽(320)，下部连有二次制浆槽(420)；
干燥机构(500)，其包括有喷雾干燥塔(510)，所述的喷雾干燥塔(510)内喷雾器连接二次制浆槽(420)下端。


4.根据权利要求3所述的微球化钛白粉颗粒的制备装置，其特征在于，所述的打浆槽(130)上部连有两个管，分别是第一脱盐水管(131)及第一分散剂管(132)。


5.根据权利要求4所述的微球化钛白粉颗粒的制备装置，其特征在于，所述的表面处理罐(310)上部连有四个管，分别为第二脱盐水管(314)、磷化物管、硅化物管和铝化物管，表面处理罐(310)侧面连有三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张修臻，张本发，齐飞，
申请(专利权)人：安徽金星钛白集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34