高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法技术

本发明专利技术属于钛白粉生产技术领域，具体涉及一种高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，包括以下步骤：以金红石型二氧化钛为原料，依次采用磷酸铈、磷酸铝及水合氧化铝对其进行无机包膜，再采用三羟甲基丙烷对其进行有机包膜；所述无机包膜的包覆量为二氧化钛重量的4.0‑9.0％；所述有机包膜的包覆量为二氧化钛重量的0.1‑1.0％。本发明专利技术方法制备的造纸专用钛白粉具有优异的遮盖性能，能够减少钛白粉加量，节约成本，可在层压纸、装饰纸领域使用。

Surface treatment of titanium dioxide for papermaking with high hiding power

【技术实现步骤摘要】
高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法
本专利技术涉及钛白粉生产
，具体涉及一种高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法。
技术介绍
钛白粉是一种无毒无味的白色无机颜料，具有良好的白度、不透明度(遮盖力)、光色度等特点，是迄今为止无可替代、性能最佳的白色颜料。因其出色的颜料性能及光学性能，广泛应用于涂料、塑料、油墨、造纸等领域。造纸是钛白粉的第三大应用领域，钛白粉作为一种填料应用于造纸中，可以提高纸张的白度、耐光性、遮盖力等性能。在造纸领域，装饰原纸是使用钛白粉最多的一种，装饰原纸是一种新兴的时尚环保材料，以优质的木浆和钛白粉等为主要原料，经印刷、三聚氰胺树脂浸胶后用于纤维板、刨花板等人造板中。装饰原纸一般经印刷浸胶后与面板压合时，要求不透出底层，为此，装饰原纸要具有良好的遮盖能力(不透明度)。遮盖力是指颜料涂布在另一种材料表面时，颜料能够遮盖被涂物表面底色的能力，又称不透明度。颜料的遮盖力受晶体结构、折射率和对光的散射能力及光的吸收能力的影响。由于钛白粉为白色颜料，其对光的吸收能力很小可以忽略不计，因此钛白粉的遮盖力主要受光的散射力影响。遮盖力是一项重要的经济指标，钛白粉的遮盖力越强，完全遮盖底色所需的钛白粉量越少。CN105199434A描述了一种造纸专用型钛白粉的表面处理方法，通过形成磷酸铈和磷酸铝混合膜、勃姆石氧化铝的包覆膜，制得的钛白粉具有良好的分散性、高遮盖力及良好的耐光色牢度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法。本专利技术首先提供了一种高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，包括以下步骤：以金红石型二氧化钛为原料，依次采用磷酸铈、磷酸铝及水合氧化铝对其进行无机包膜，再采用三羟甲基丙烷对其进行有机包膜；所述无机包膜的包覆量为二氧化钛重量的4.0-9.0％；所述有机包膜的包覆量为二氧化钛重量的0.1-1.0％。其中，上述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，包括以下步骤：S1、以金红石型二氧化钛为原料，加入水和分散剂，制得浓度为260-500g/L的二氧化钛浆料；S2、升温至50-80℃，加入水溶性铈盐溶液，并流加入磷酸盐溶液，维持pH为8-10，熟化30-60min；S3、用磷酸调节pH至5-6，并流加入磷酸溶液和偏铝酸钠溶液，维持pH为5-6，熟化45-90min；S4、加入铝盐溶液，控制pH为6-7.5，熟化120～240min；S5、固液分离，采用三羟甲基丙烷对固体进行有机包膜，烘干，粉碎后得到高遮盖力造纸专用钛白粉。其中，上述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，S1中，所述分散剂为硅酸钠或六偏磷酸钠；加入量为二氧化钛质量的0.1-0.5％。其中，上述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，S2中，所述铈盐为硝酸铈或硝酸铈铵；所述铈盐溶液的浓度为50-100g/L；所述铈盐溶液的加入时间为30-60min。其中，上述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，S2中，所述铈盐溶液的加入量以CeO2计为二氧化钛质量的0.2-1.0％。其中，上述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，S2中，所述磷酸盐溶液的浓度为20-50g/L；所述磷酸盐为磷酸氢二钠和/或磷酸三钠；优选的，所述磷酸盐为磷酸氢二钠和磷酸三钠；更优选的，所述磷酸三钠与磷酸氢二钠的质量比为2：1。其中，上述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，S3中，所述磷酸溶液的浓度为90-150g/L；所述偏铝酸钠溶液的浓度为50-150g/L；所述磷酸溶液的加入量以P2O5计为二氧化钛质量的1.0-3.0％；所述偏铝酸钠溶液的加入量以Al2O3计为二氧化钛质量的0.3-0.8％；所述磷酸溶液和偏铝酸钠溶液的加入时间为60-120min。其中，上述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，S4中，所述铝盐为偏铝酸钠和/或硫酸铝；所述铝盐溶液的浓度为50-150g/L；所述铝盐溶液的加入量以Al2O3计为二氧化钛质量的3-6％；所述铝盐溶液的加入时间为120-240min。其中，上述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，所述铝盐为偏铝酸钠和硫酸铝；优选的，所述偏铝酸钠和硫酸铝的质量比为1.4：1.6。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术通过对二氧化钛粒子进行无机包覆和有机包覆，使得用本方法制备的造纸专用钛白粉具有优异的遮盖性能，能够减少钛白粉加量，节约成本，可在层压纸、装饰纸领域使用。具体实施方式具体的，一种高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，包括以下步骤：S1、以金红石型二氧化钛为原料，加入水和分散剂，制得浓度为260-500g/L的二氧化钛浆料；S2、升温至50-80℃，加入水溶性铈盐溶液，并流加入磷酸盐溶液，维持pH为8-10，熟化30-60min；S3、用磷酸调节pH至5-6，并流加入磷酸溶液和偏铝酸钠溶液，维持pH为5-6，熟化45-90min；S4、加入铝盐溶液，控制pH为6-7.5，熟化120～240min；S5、固液分离，采用三羟甲基丙烷对固体进行有机包膜，烘干，粉碎后得到高遮盖力造纸专用钛白粉。本专利技术方法S2中，调节pH至8-10是因为此pH范围是形成磷酸铈的最佳条件；本专利技术方法S3中，调节pH至5-6是因为此pH范围是磷酸与偏铝酸钠在二氧化钛表面形成磷酸铝沉淀的最佳条件；本专利技术方法S4中，调节pH至6-7.5是因为此pH范围内形成的无定型水合氧化铝有利于提高产品的耐候性，并使浆料过滤性能好。本专利技术方法S2中，所述铈盐为硝酸铈或硝酸铈铵；所述铈盐溶液的浓度为50-100g/L；所述铈盐溶液的加入时间为30-60min；所述铈盐溶液的加入量以CeO2计为二氧化钛质量的0.2-1.0％；所述磷酸盐为磷酸氢二钠和/或磷酸三钠；所述磷酸盐溶液的浓度为20-50g/L。本专利技术方法S3中，所述磷酸溶液的浓度为90-150g/L；所述偏铝酸钠溶液的浓度为50-150g/L；所述磷酸溶液的加入量以P2O5计为二氧化钛质量的1.0-3.0％；所述磷酸溶液和偏铝酸钠溶液的加入时间为60-120min。本专利技术方法S4中，所述铝盐为偏铝酸钠和/或硫酸铝；所述铝盐溶液的浓度为50-150g/L；所述铝盐溶液的加入量以Al2O3计为二氧化钛质量的3-6％；所述铝盐溶液的加入时间为120-240min。本专利技术方法S4中，当铝盐为偏铝酸钠时，需要并流加入稀酸以维持浆料pH；当铝盐为硫酸铝时，需要并流加入稀碱以维持浆料pH；当铝盐为偏铝酸钠和硫酸铝时，不需要额外添加酸碱。本专利技术方法中，综合溶解度考虑，将铈盐溶液的浓度设置为50-100g/L，磷酸盐溶液的浓度设置为20-50g/L；磷酸溶液的浓度设置为90-150g/L；偏铝酸钠溶液的浓度设置为50-150g/L；铝盐溶液的浓度设置为50-150g/L。并且如果浓度太高会使局部反应太剧烈，如果浓度太低的话包膜存储不了太多，影响产量。步骤S2中磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：以金红石型二氧化钛为原料，依次采用磷酸铈、磷酸铝及水合氧化铝对其进行无机包膜，再采用三羟甲基丙烷对其进行有机包膜；所述无机包膜的包覆量为二氧化钛重量的4.0-9.0％；所述有机包膜的包覆量为二氧化钛重量的0.1-1.0％。/n

【技术特征摘要】
1.高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：以金红石型二氧化钛为原料，依次采用磷酸铈、磷酸铝及水合氧化铝对其进行无机包膜，再采用三羟甲基丙烷对其进行有机包膜；所述无机包膜的包覆量为二氧化钛重量的4.0-9.0％；所述有机包膜的包覆量为二氧化钛重量的0.1-1.0％。


2.根据权利要求1所述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以金红石型二氧化钛为原料，加入水和分散剂，制得浓度为260-500g/L的二氧化钛浆料；
S2、升温至50-80℃，加入水溶性铈盐溶液，并流加入磷酸盐溶液，维持pH为8-10，熟化30-60min；
S3、用磷酸调节pH至5-6，并流加入磷酸溶液和偏铝酸钠溶液，维持pH为5-6，熟化45-90min；
S4、加入铝盐溶液，控制pH为6-7.5，熟化120～240min；
S5、固液分离，采用三羟甲基丙烷对固体进行有机包膜，烘干，粉碎后得到高遮盖力造纸专用钛白粉。


3.根据权利要求2所述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，其特征在于，S1中，所述分散剂为硅酸钠或六偏磷酸钠；加入量为二氧化钛质量的0.1-0.5％。


4.根据权利要求2所述高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法，其特征在于，S2中，所述铈盐为硝酸铈或硝酸铈铵；所述铈盐溶液的浓度为50-100g/L；所述铈盐溶液的加入时间为30-60min。...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗静，景建林，冯燕，肖勇丽，刘琦，曹磊，
申请(专利权)人：攀钢集团重庆钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50