金红石型钛白粉及其生产设备制造技术

本发明专利技术公开了一种金红石型钛白粉，在钛白粉表面复合包覆无机包膜材料和有机包膜材料，所述的无机包膜材料为铝、硅、钛、锆四种氧化物的一种或几种混合，所述的有机包膜材料为表面活性剂。所述的金红石型钛白粉包括疏水型钛白粉和亲水型钛白粉。本发明专利技术还公开了一种生产所述金红石型钛白粉的设备，它包括表面处理锅，所述表面处理锅的底部呈倒椎体形状；通过对其的改进，使包覆率达到９８％以上且包覆层均匀致密性好。采用复合包膜提高了金红石型钛白粉的白度、亮度及不透明性，在漆料配置过程中，增强了其分散性、润滑性、流动性、耐磨性，也改善其在储存的产品中的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化工产品及其生产设备，具体说是一种钛白粉及其生产设备。
技术介绍
二氧化钛在405nm波长以下的紫外光波段内有轻微的光吸收作用，理论上 因吸收紫外光后将可延长涂料和塑料的寿命，但是同时它又具备光化学活性， 在空气中或在水中，受紫外光照射散发出来的氧原子会使涂膜等有机介质氧化 降解，这样涂料开始失去光泽，除膜表面将分离出白色粉状物，再受大气的侵 蚀，涂膜将开裂、剥落，即会老化，涂膜还会黄变，二氧化钛再去和彩色颜料 混用时产生浮色和发花，若经表面处理后，将明显改变变色和褪色现象，可起 到保色性作用。钛白粉尤其是高档金红石型钛白粉应根据多种不同用途发展，国内已有 10-20系列牌号的产品，金红石钛白粉后处理中利用不同无机色膜的不同工艺处 理，包膜出不同用途的专用钛白粉，目前所用的无机包膜材料有铝、硅、钛。 钛白粉复合包膜的技术，在我国八十年代许多工厂都在引进国外技术进行研究 和开发，直到九十年代初国内部分工厂才拿出了低档的金红石型钛白粉，由于 缺乏先进的二氧化钛表面处理技术，导致国内二氧化钛行业长期生产中、低档 产品，高档金红石型二氧化钛全部依靠进口，其产品价格高达国内产品的1.8 倍以上。为了长期垄断钛白市场，目前国外知名厂家严密封锁其主要技术，严 重制约了国内钛白粉技术的发展。表面处理锅是钕白粉包膜工艺中的主要设备，传统的表面处理锅都是平底, 这样在运行过程中使得锅内会有死角，而且也不能保证包膜均匀，因此国内外 许多厂家对此进行了研究，结果是在搅拌时，表面处理锅锅内还是存在死角。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的第一目的是提供一种产品性能高的金红石型钛白粉。 本专利技术的第二目的是提供一种提高金红石型钛白粉包覆率和包覆层均匀致密性 好的设备。技术方案为了解决上述第一目的，本专利技术的技术方案为 一种金红石型钛白粉，在钛白粉表面复合包覆无机包膜材料和有机包膜材料，所述的无机包膜材料为铝、硅、钛、锆四种氧化物的一种或几种混合，所述的有机包膜材料为表面活性剂。作为本专利技术的进一步改进，所述的金红石型钛白粉为疏水型钛白粉，所用 的无机包膜材料为氧化硅、氧化铝和氧化锆中的一种或几种混合，所用的表面 活性剂为憎水亲油型有机硅。所述的憎水亲油型有机硅为硅油或聚甲基三氯硅 氧烷。作为本专利技术的进一步改进，所述的金红石型钛白粉为亲水型钛白粉，所用 的无机包膜材料为氧化硅、氧化铝和氧化锆中的一种或几种混合，所用的表面 活性剂为亲水型有机硅。所述的亲水型有机硅为含羟基或醚基的有机硅。为了解决上述第二目的，本专利技术的技术方案为一种生产所述金红石型钛白粉的设备，它包括表面处理锅，所述表面处理 锅的底部呈倒椎体形状。通过对表面处理锅的改迸，使包覆率达到98%以上， 包覆层均匀致密性好。本专利技术中钛白粉表面包膜方法包括复合包膜方法，即先进行无机包膜，再 进行有机包膜。(1) 无机包膜它的作用是让钛白粉与有机介质不直接接触，还可以起到 屏蔽光催化的作用，增强二氧化钛的耐候性，耐化学和耐大气的侵蚀能力。其 中氧化硅和氧化铝二元包膜，可根据其包膜比例不同或包膜次序不同，可改变 其表面所带电荷，从而促进二氧化钛在各不同介质中的分散性；氧化锆包膜提 高金红石型钛白粉的附着力和耐候性。(2) 有机包膜通过添加表面活性剂，大大提高了二氧化钛颜料在各种分 散介质中的湿润性、分散性和流动性，同时在二氧化钛颜料贮存期间还减少了 水份的吸收，使颜料中絮凝颗粒、附聚物减少，使其还具备助磨功能，高耐候 性、高分散性、高光泽。有机包膜材料主要有以下四类-① 阳离子表面活性剂包括三乙醇胺；② 非离子表面活性剂包括三羟甲基丙烷；③ 有机硅a、憎水亲油型包括硅油、聚甲基三氯硅氧焼；b、亲水型 包括含羟基或醚基的有机硅； 其它类包括羟基纤维素。 (3)复合包膜将无机包膜和有机包膜方法同时使用，所得的金红石型钛白 粉性能更佳。钛白粉经复合包膜后，其产品性能得到了很大提高-(1)表面自由与湿润性的改善 由于表面处理后，表面积会加大见表(经Ah03、 Si02表面处理)<table>table see original document page 5</column></row><table>由于其处理后，钛白粉表面积加大,会使其表面张力降低，从而提高其湿润性。同样可添加表面活性剂(湿润剂)也可降低表面张力，提高湿润性。(2)表面电荷与分散性的影响不同Al203/Si02比例，可使所带电荷发生变化，则在水中分散性也随之变化，Al203/Si02〉l带正电荷，趋于碱性；Al203/Si02<l带负电荷，趋于酸性；这样其表面上的电荷变化则改变颜料特性。 表钛白粉包膜类型与等电点<table>table see original document page 5</column></row><table>说明:钛白粉表面所吸附的离子很少，结果是中性,这时的PH值就是它的等 电点。钛白粉颗粒在有电荷存在下，在分散介质中有效粒径应是本身粒+双层 双电层，由于布朗运动的碰撞会使粒子分散，而范德华引力和静电引力会使粒 子凝聚。因此各种牌号产品的工艺应随其产品用途不同而随之调整包膜工艺。(3) 表面吸附与分散稳定由于非离子表面活性剂在水中不能电离，其极性基团能够定向吸附在二氧 化钛表面形成一层单分子吸附层，具有定向缓冲作用(空间位阻效应)，可以阻 止粒子间凝聚。对颜料粒子起分散作用。这双电层静电斥力和空间位阻效应付 定向缓冲作用，是固体粒径分散的理论。(4) 凝集粒子对分散性能的影响大于30um的凝集粒子会使涂膜、塑料型材表面产生瑕疵和条纹；大于5um以上颗粒对分散度有明显影响；大于0. 5um以上颗粒对涂膜的光泽度会有较大的影响；0. 1-0. 5um粒子大小将直接影响其遮盖力、消色力，底层色相等光学性能。(5)包膜后性能改善和提高Si02包膜形成致密膜的方法，可不增加吸油量，不降低光泽而提高产品 的耐候性。Al203包膜可更多反射紫外光，提高耐候性、耐久性、从而可弥补二氧化钛的光化学活性缺陷。如若将铝(Al)和硅(Si)的氧化物的比例按不同量比调整，将会得到不同性能和用途的钛白粉。各种不同的有机包膜材料的引入，特别是亲水型和憎水亲油型的引入，再 加之与无机包膜剂的复合使用，将对不同介质(包括树脂)新品种的出现，更 加容易适应，可更加适合在不同介质中的湿润性、分散性和流动性。有益效果与现有技术相比，本专利技术的优点是采用上述技术方案提高了金红石型钛白粉的白度、亮度及不透明性，在漆料配置过程中，增强了其分散性、 润滑性、流动性、耐磨性，也改善其在储存的产品中的稳定性。疏水型金红石型钛白粉在油漆、造纸和塑料中使用性能更佳；亲水型钛白粉在造纸和桨料中使用性能更佳；通过对表面处理锅的改进，使金红石型钛白粉包覆率达到98%以上，包覆层均匀致密性好。附图说明图l为本专利技术中表面处理锅的结构示意图。 图2为本专利技术中金红石型钛白粉复合包膜工艺流程图。 具体实施例方式如图1所示，表面处理锅的上部2呈圆柱体形状，底部l呈倒锥体形状， 其中锥的角度为100° -130° ，最佳角度为120° 。采用大流量、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金红石型钛白粉，其特征在于：在钛白粉表面复合包覆无机包膜材料和有机包膜材料，所述的无机包膜材料为铝、硅、钛、锆四种氧化物的一种或几种混合，所述的有机包膜材料为表面活性剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲明生，包宗武，高江虹，
申请(专利权)人：江苏亚中化肥有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]