一种聚羧基-Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种聚羧基

【技术实现步骤摘要】
一种聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的制备方法及应用
[0001]
：本专利技术涉及一种聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的制备方法及应用，属于钛白粉领域。
[0002]
技术介绍
：钛白粉是一种性能优异的无机白色颜料，其主要成分为二氧化钛（TiO2），根据晶型的不同可分为金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉，其化学稳定性好，遮盖力强，具有优良的耐候性和高颜料性能，目前在高性能无机白色颜料中尚无替代产品，在涂料、油墨、橡胶及树脂、造纸、食品制药、印刷、建筑和汽车行业等诸多关系到国民生产的重要行业中拥有广泛的应用。
[0003]钛白粉的主要性能指标有白度、消色力、吸油量、PH值、细度、电阻率、金红石转化率等，其中白度主要由Lab值进行表征，依据的是国际照明协会（CIE）制定的表色系统，L值表征明度，对应白
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黑的视觉信号，a值与b值表征色度，其中a值对应红
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绿的视觉信号，b值对应黄
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蓝的视觉信号。CIE总结多位科学家实验测定的结果，发现人眼对波长为555nm的可见光最为敏感，b值对应黄
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蓝的视觉信号，因此b值最能表征人眼对色度的感受，钛白粉b值的变化对肉眼的视觉感受影响也最大，故钛白粉使用客户根据应用场景的不同，对钛白粉的b值也有不同的需求。如今钛白粉市场竞争日趋激烈，逐渐向专业化和定制化的高附加值产品方向发展，钛白粉生产商需要一种灵活调整钛白粉b值的方法，来应对市场需求变化的挑战。
[0004]目前世界上主要的钛白粉生产工艺有硫酸法和氯化法，其中硫酸法工艺的主要原料为钛铁矿，将原矿粉碎到一定细度后，与浓硫酸在酸解反应器中反应，经过浸取、过滤、浓缩结晶等操作流程，制成具有一定铁钛比的黑钛液，对黑钛液进行水解制得偏钛酸浆料，将浆料洗涤，加入盐液等控制晶种转化的辅料后，投入转窑中进行煅烧，得到金红石型或锐钛型二氧化钛。而氯化法钛白生产工艺经过配料、氯化、TiCl4精制、TiCl4氧化等工段后，获得单纯的金红石型二氧化钛。无论硫酸法还是氯化法，在获得二氧化钛固体颗粒后，一般都要进行无机包膜处理，通过在二氧化钛粒子表面包覆氧化铝、氧化硅、氧化锆以及磷铝等包覆层，堵塞活性位点降低光光催化活性，改善钛白粉的耐候性、分散性、白度、消色力等性能，钛白粉的最终性能和应用场景受包膜工艺所影响。经过包膜的钛白粉浆料再经过洗涤、闪蒸、精细粉碎等工艺后得到商品钛白粉。
[0005]
技术实现思路
：本专利技术提供一种聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的制备方法及应用，将提高剂应用于钛白粉包膜工序可控提高钛白粉产品的b值，该b值提高剂及相应的b值提高工艺可通用、嵌合于硫酸法、氯化法钛白粉生产工艺，消除钛白粉产品的“青冷色”的人眼不适感官。该聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的化学结构示意：
一种聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的制备方法，包括以下步骤：（1）聚丙烯酸分散剂溶液为底液，将硫酸亚铁溶液、双氧水溶液缓慢并流滴加入底液中，搅拌反应，温度25℃~30℃；（2）硫酸亚铁溶液、双氧水溶液同时滴加完毕后，继续搅拌、老化2.5 h；（3）将碳酸氢钠溶液缓慢加入底液，释放出二氧化碳气体，中和至pH值4.5~5.0，最终获得酒红色的聚羧基
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Fe(III)核配合物溶液。可在底液中加入微量消泡剂，防止产生气泡泡沫溢出反应器。
[0006]优选地，所述的聚丙烯酸的重均分子量为10000，溶液中单体含量为20%；硫酸亚铁溶液的质量分数为20%，聚丙烯酸单体与硫酸亚铁的质量比为3~6:1。
[0007]优选地，所述的双氧水的质量分数为3%，硫酸亚铁与过氧化氢质量比为8~10:1。
[0008]上述的制备方法制备的聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂以及在钛白粉无机包覆工艺中的应用。
[0009]聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂在钛白粉包覆中的应用，包覆方法为：（1）取调整好密度的TiO2浆料置于反应器中，开启搅拌并预热至85℃，先滴加聚丙烯酸
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Fe（III）核配合物水溶液，滴加完毕后搅拌、老化30min；（2）快速滴入硅酸钠溶液，滴加完毕后恒温85℃，搅拌熟化60min，控制pH值10.5；（3）第一次滴加稀硫酸至pH值6.0，滴加时间控制60min；（4）先滴加偏铝酸钠溶液调节pH值至10.0，然后并流滴入稀硫酸，滴加完毕后熟化60min，pH值控制在9.5
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10.0；（5）第二次滴加稀硫酸，滴加完毕后搅拌60min，控制pH值5.7，浆料过滤，将滤饼洗涤、烘干、粉碎后，即为硅铝包覆钛白粉产品。
[0010]该b值提高剂可能的作用原理是：在钛白粉无机包覆工艺流程时，该聚丙烯酸
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Fe（III）核配合物水溶液逐渐加入TiO2浆料中，该配合物中未结合Fe（III）核的羧基会因范德华力、氢键作用，可“咬合”在TiO2粒子（粒径d50≈350 nm）表面，具备部分分散剂功效可减少TiO2粒子团聚，促进释放粒子团聚缝隙中的禁锢水，该配合物可更均匀地吸附在TiO2粒子表面；由于TiO2浆料介质温度约70~85℃，pH值约8.5~9.5，配合物中的Fe核将结合羟基脱离高分子主链，发生水解反应形成多Fe核羟基结构的无机胶体吸附在TiO2粒子表面，该过程中聚丙烯酸的羧基配体又起到延缓Fe
3+
离子水解的作用，相比单纯的Fe
3+
盐溶液滴入热的TiO2浆料立即水解形成胶体造成TiO2粒子表面包覆不均匀地状况，该配合物在包覆均匀性方面具有突出的优势；随着后续的TiO2粒子表面包覆硅、铝或者锆等工艺操作，“硅层”、“铝层”或者“锆层”将“铁层”包覆在内部；最后经过洗涤、闪蒸、汽粉工艺的高温过程，多Fe核羟基结构的胶体脱水后形成类似铁黄颜料的结构显色为黄色。从而提高了钛白粉产品的b值，消除钛白粉产品的“青冷色”肉眼不适感官。
[0011]有益效果:1、本专利技术的b值提高剂及相应工艺可通用于硫酸法及氯化法钛白生产工艺，几乎不影响其他颜料性能的前提下有效提高钛白粉产品的b值，消除钛白粉产品
ꢀ“
青冷色”的肉眼不适感官。
[0012]2、可嵌合于钛白无机包覆工段，工艺流程简捷灵活，可依据各钛白生产企业来料指标情况及客户的定制化需求，适量添加该钛白粉b值提高剂，精确控制钛白粉产品的b值。
[0013]3、聚羧基
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Fe（III）核配合物中的聚丙烯酸配体本身具有优良的TiO2粒子分散性能以及延缓Fe
3+
离子水解的双重功效，保证了铁包覆层在TiO2粒子表面的均匀生长及包覆。
附图说明
[0014]图1为聚丙烯酸分散剂分子量分布（GPC凝胶色谱）。
[0015]具体实施方式：本专利技术由下述一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）聚丙烯酸分散剂溶液为底液，将硫酸亚铁溶液、双氧水溶液缓慢并流滴加入底液中，搅拌反应，温度25℃~30℃；（2）硫酸亚铁溶液、双氧水溶液同时滴加完毕后，继续搅拌、老化2.5 h；（3）在底液中滴入消泡剂，将碳酸氢钠溶液缓慢加入底液，释放出二氧化碳，中和至pH值4.5~5.0，最终获得酒红色的聚羧基
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Fe(III)核配合物溶液。2.根据权利要求1所述的一种聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的制备方法，其特征在于，所述的聚丙烯酸的重均分子量为10000，溶液中单体含量为20%；硫酸亚铁溶液的质量分数为20%，聚丙烯酸单体与硫酸亚铁的质量比为3~6:1。3.根据权利要求1所述的一种聚羧基
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Fe（III）核配合物钛白粉b值提高剂的制备方法，其特征在于，所述的双氧水的质量分数为3%，硫酸亚铁与过氧化氢质量比为8~10:1。4.一种权利要求1
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3之...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝宇，庞志俭，邢兆明，王琦，徐琳，徐梦，
申请(专利权)人：济南裕兴化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：