钛白粉包覆高岭土及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了钛白粉包覆高岭土及其制备方法和应用，属于复合钛白粉的制备技术领域。钛白粉包覆高岭土按照以下步骤制备：煅烧高岭土加入到水中配置矿浆溶液，加热至80

【技术实现步骤摘要】
钛白粉包覆高岭土及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及复合钛白粉的制备
，更具体的涉及钛白粉包覆高岭土及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]钛白粉主要成分为白色金属二氧化钛，是迄今为止，自然界中公认为最广泛具有优异化学结构性能特点之一的天然白色金属氧化物。是目前自然界中性能最好、结构最稳定的一种白色颜料在，自然界中其有三种结晶形态：金红石型、锐钛型和板钛型。而板钛型不稳定，在650℃以上，它就会迅速分解，变成金红石型。锐钛型材料在常温下可以保持相对稳定，但在高温下，它很有可能会变成金红石，而它的稳定性和强度，往往取决于它的煅烧工艺条件。在这些晶体中，金红石型结晶形态是最稳定的且致密的，在高温下，它的硬度、密度和折射率都比较高。由于二氧化钛介电常数高，所以其光导率高、稳定性好、耐久性好；但是，由于二氧化钛既具有其他高温半导体材料所具有的导电性，同时，它自身特有的超低电导率可以随周围空气温度的持续上升变化而变得大幅度增加，在低温下，缺氧放电特性也可能会特别地敏感，而且，二氧化钛材料本身还属于低温热敏稳定性较好的低导电性物质。二氧化钛具有非常稳定的电化学特性，是一种偏酸性的两性金属氧化物。在室温下，它很难与其它的无机元素及化合物发生反应。对氧、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫类都没有直接的影响，不能直接溶解在水电解质，也完全不溶于大多数稀酸溶液及各种无机酸、碱，只在氢氟酸中溶解。但在紫外光的照射下，钛合金的表面可以迅速地进行一系列的、稳定的、具有多种光化学活性的光氧化还原反应，尤其是在强紫外线的照射条件下，锐钛型钛白粉的合成更是如此。这种化学特性使得这种钛白表面不仅可以用作光敏氧化的催化剂，而且还可以用作一些无机金属过渡化合物的制备。
[0003]目前，钛白粉及其生产发展和复合材料应用推广中还存在严重的诸如资源、环境、需求增长和资源成本价格倒挂等的制约瓶颈问题正越来越显得突出，因此，研发一种能基本取代原有钛白粉产能或能降低现有TiO2实际耗用量水平的复合材料技术无疑是解决制约这些关键问题的一项有效解决途径。
[0004]截至目前为止，在该研究领域还没有发现能够在测定其表面折射率、遮盖性、色调和光稳定性等这一系列最为主要的测量指标性能基础上，与其天然结晶TiO2完全的相同性能或者是性能达到无限接近的一类新无机物质。因此，钛白粉代用品材料在目前已经并非仅由单一物质构成，而是指完全由这种结晶TiO2化合物的和其他一种或多种合成材料的复合加工而成。最早的钛白粉代用品之出现要早于钛白粉的工业化及生产技术的应用初期，1912年，美国“钛颜料公司”发现了以硫酸法工艺方法生产可得的一种由仅含铬量25％以上的A型钛白粉及其它与含有铬约75％以下的硫酸钡粉相组成的复合型钛白粉具有保持着相对较高程度的光学遮盖力和化学稳定性，在几乎整个欧洲20世纪初期高纯性的TiO2颜料开始被人类广泛，并用于制造生产和使用之前，就已经被认为它是颜料市场中的一种主导产品。
[0005]随着工业技术的进步和社会经济的快速发展，TiO2含量大于90％的钛白粉产品获得广泛应用，但市场上对价格低廉的钛白粉代用品的关注和期盼始终如一，以颗粒表层为TiO2、颗粒核芯部分为其他无机物的复合颗粒组成的复合材料，其具有与TiO2相同或相似的性能，这样便可减少钛白粉的使用量，从而降低成本，以达到利益最大化。因此，本专利技术提供一种制备钛白粉包覆高岭土以替代原有钛白粉的新思路。

技术实现思路

[0006]针对以上问题，本专利技术提供了一种钛白粉包覆高岭土及其制备方法和应用，提供了一种替代钛白粉的新思路。
[0007]本专利技术的第一个目的是提供一种钛白粉包覆高岭土的制备方法，按照以下步骤制备：
[0008]步骤1、煅烧高岭土加入到水中配置矿浆溶液，加热至80
‑
90℃后，加入有机溶液作为改性剂发生插层反应，得到改性煅烧高岭土溶液；
[0009]步骤2、将钛白粉溶液加入到改性煅烧高岭土溶液中搅拌至均匀包覆后，进行陈化处理，水洗后干燥进行煅烧处理得到钛白粉包覆高岭土。
[0010]优选的，步骤1中，有机溶液为乙二醇、乙二酸、乙二胺中的一种。
[0011]优选的，步骤1中，将有机溶液稀释得到的改性剂溶液，加入到矿浆溶液中；其中，矿浆溶液与改性剂溶液体积比的100：5
‑
20，矿浆溶液与改性剂溶液的质量百分数之比为5％
‑
20％：5％
‑
7％；改性时间为30
‑
40min。
[0012]优选的，步骤2中，搅拌时间为10
‑
15min。
[0013]优选的，步骤2中，改性煅烧高岭土与钛白粉溶液的体积比为5:1，改性煅烧高岭土与钛白粉溶液的质量百分数之比为5％
‑
20％：3％。
[0014]优选的，步骤2中，陈化处理是在80
‑
90℃下陈化4
‑
5h。
[0015]优选的，步骤2中，煅烧处理是在750
‑
850℃下煅烧3
‑
5h。
[0016]本专利技术的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的钛白粉包覆高岭土。
[0017]本专利技术的第三个目的是提供上述钛白粉包覆煅烧高岭土在制备涂料、造纸中的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术采用化学沉积法，以煅烧高岭土和钛白粉为原料，以乙二酸、乙二醇或乙二胺为改性剂改性煅烧高岭土，发生化学接枝反应，以便钛白粉在其表面水解并形成结晶均匀包覆，制备得到钛白粉包覆高岭土，在满足白度、吸油值等各项性能指标的前提下，不断增加煅烧高岭土的用量，降低制品成本；
[0020]本专利技术制备的钛白粉包覆高岭土可以代替钛白粉，从而可以降低生产成本，用于涂料、造纸、印刷等行业。
附图说明
[0021]图1为钛白粉粒度分布图；
[0022]图2为煅烧高岭土粒度分布图；
[0023]图3为矿浆溶液为5％时，不同改性剂制备的钛白粉包覆高岭土的性能，其中，图3a
为白度值，图3b为吸油值；
[0024]图4为矿浆溶液为10％时，不同改性剂制备的钛白粉包覆高岭土的性能，其中，图4a为白度值，图4b为吸油值；
[0025]图5为矿浆溶液为15％时，不同改性剂制备的钛白粉包覆高岭土的性能，其中，图5a为白度值，图5b为吸油值；
[0026]图6为矿浆溶液为20％时，不同改性剂制备的钛白粉包覆高岭土的性能，其中，图6a为白度值，图6b为吸油值；
[0027]图7为实施例14以乙二酸为改性剂制备的钛白粉包覆高岭土的XRD图；
[0028]图8为实施例18以乙二醇为改性剂制备的钛白粉包覆高岭土的XRD图；
[0029]图9为实施例24以乙二胺为改性剂制备的钛白粉包覆高岭土的XRD图；
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钛白粉包覆高岭土的制备方法，其特征在于，按照以下步骤制备：步骤1、煅烧高岭土加入到水中配置矿浆溶液，加热至80
‑
90℃后，加入有机溶液作为改性剂发生插层反应，得到改性煅烧高岭土溶液；步骤2、将钛白粉溶液加入到改性煅烧高岭土溶液中搅拌至均匀包覆后，进行陈化处理，水洗后干燥进行煅烧处理得到钛白粉包覆高岭土。2.根据权利要求1所述的钛白粉包覆高岭土的制备方法，其特征在于，步骤1中，有机溶液为乙二醇、乙二酸、乙二胺中的一种。3.根据权利要求1所述的钛白粉包覆高岭土的制备方法，其特征在于，步骤1中，将有机溶液稀释得到的改性剂溶液，加入到矿浆溶液中；其中，矿浆溶液与改性剂溶液体积比的100：5
‑
20，矿浆溶液与改性剂溶液的质量百分数之比为5％
‑
20％：5％
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7％；改性时间为30
‑
40min。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊涛，查雪梅，梁维梅，张志毅，程塞钧，白妙儒，霍军杰，李明明，
申请(专利权)人：山西工学院，
类型：发明
国别省市：