introductory

本文研究了一種具有高耐光性的金紅石型鈦白粉粗品及其制備方法與應(yīng)用，屬于鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)二洗后的濾餅轉(zhuǎn)入提前加入底水的制漿槽進(jìn)行制漿，所制得的漿料濃度控制在 280-310 g/L；將漿料轉(zhuǎn)入鹽處理槽，加入硫酸鈰溶液，邊攪拌邊加入 KP 鹽，繼續(xù)邊攪拌邊加入 MgO 粉末，攪拌均勻的鹽處理漿料轉(zhuǎn)入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，除去多余的水分，得到濾餅，將濾餅用螺旋轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒，得到高耐光性的鈦白粉粗品。在鹽處理工序加入硫酸鈰，硫酸鈰經(jīng)煅燒后轉(zhuǎn)化為 CeO2，進(jìn)入光活性點(diǎn)、封閉光火性點(diǎn)，從根本上封閉光活性點(diǎn)，提高鈦白粉耐光性 。為 解 決 上 述 問(wèn) 題， 經(jīng) 檢 索， 中 國(guó) 專 利CN105199434A 公開(kāi)了一種鈦白粉表面處理方法，具體步驟 ：采用金紅石型鈦白粉初品制成溶漿，用分散劑進(jìn)行分散，攪拌升溫至設(shè)定溫度后先加入適量的三價(jià)可溶性鈰鹽調(diào)節(jié)到酸性環(huán)境，維持 pH 值在 4~6 范圍，并流添加鋁酸鈉溶液、磷酸或磷酸氫二鈉的一種或混合以及余量的鈰鹽溶液，熟化后形成第一層磷酸鈰和磷酸鋁的混合包覆膜 ；調(diào)節(jié)并維持 pH 值處于 7~9.5 范圍，并流加入鋁酸鈉溶液和硫酸或鹽酸，熟化后形成第二層勃姆石氧化鋁的包覆膜；用去離子水過(guò)濾洗滌，干燥，粉化制得成品 。

本文通過(guò)加入鋁酸鈉溶液、磷酸或磷酸氫二鈉來(lái)改善 CeO2 膜不均勻、有漏點(diǎn)、有破碎的缺陷。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

二洗后的濾餅、脫鹽水、硫酸鈰溶液、MgO粉末、磷酸鈉鹽、KOH 溶液、硫酸鋁溶液。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

制漿槽、攪拌、滴管、板框壓濾機(jī)、馬弗爐。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)步驟如下 ：①二洗后的濾餅轉(zhuǎn)入提前加入底水的制漿槽進(jìn)行制漿，所制得的漿料濃度控制在280~310 g/L，攪拌 25~35 min ；②將步驟①漿料轉(zhuǎn)入鹽處理槽，加入硫酸鈰溶液，攪拌 25~35 min ；③步驟②漿料中邊攪拌邊加入 KP 鹽，攪拌 1~1.5 h；④繼續(xù)邊攪拌邊加入 MgO 粉末，攪拌 1~1.5 h ；⑤將步驟④攪拌均勻的鹽處理漿料轉(zhuǎn)入filter press進(jìn)行壓濾，除去多余的水分，得到濾餅 ；⑥將濾餅用螺旋轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒，得到高耐光性的鈦白粉粗品。

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析

將上述鈦白粉粗品進(jìn)行研磨、表面處理、洗滌、干燥及氣流粉碎得到鈦白粉成品，將成品用于不同的涂料體系，檢測(cè)其耐光性，具體數(shù)據(jù)如下 ：

（1）水性涂料。①將水性涂料樣板放入 QUV中 300 、600、900、1 200、1 500 h，分別測(cè)其色 差數(shù)據(jù)。分析 ：由紫外光人工老化箱 300、 600、900、1200、1 500 h 照射后的色差可以看出， 本發(fā)明產(chǎn)品與對(duì)比樣比較，照射每個(gè)時(shí)間段的色 差均要好于對(duì)比樣，特別是 1 500 h 照射后，對(duì)比 樣的色差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本專利的產(chǎn)品色差。本發(fā)明產(chǎn)品 完全用于水性涂料，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于對(duì)比樣。② 將水性涂料樣板放入 QUV 中 300、600、900、1 200、1 500 h，分別測(cè)其 60o 澤，數(shù)據(jù)如表 2。分析： 對(duì)比樣初始光澤與本發(fā)明產(chǎn)品六個(gè)樣的初始光澤近 似，照射 300 h 后數(shù)據(jù)偏差也不大，但照射 600h 后本發(fā)明產(chǎn)品光澤變化不大，略有降低，而對(duì)比樣 降低較多，說(shuō)明本發(fā)明產(chǎn)品在光澤度上耐光性要遠(yuǎn) 遠(yuǎn)好于對(duì)比樣，可用于水性涂料，且耐光性較好。

（2）油性涂料。①將油性涂料樣板放入 QUV 中 300、600、900、1 200、1 500 h，分別測(cè)其色 差數(shù)據(jù)。分析 ：由紫外光人工老化箱 300、 600、900、1 200、1 500 h 照射后的色差可以看出， 本發(fā)明產(chǎn)品與對(duì)比樣比較，照射每時(shí)間段的色差 均要好于對(duì)比樣，特別是 900 h 照射后，對(duì)比樣的 色差開(kāi)始明顯大于本專利的產(chǎn)品色差，1 500 h 照 射后，發(fā)明產(chǎn)品要明顯優(yōu)越于對(duì)比樣。本發(fā)明產(chǎn) 品完全可以用于油性涂料。②將油性涂料樣板放入 QUV 中 300、600、900、1200、1 500 h，分別測(cè) 其 60o 光澤。分析 ：由上述數(shù)據(jù)可以 看出本發(fā)明產(chǎn)品制成油性涂料后在紫外光人工老化 箱照射后，光澤度變化不大，即使照射 1 500 h 后 光澤變化也不大。而對(duì)比樣經(jīng)紫外光照射后，光澤 度明顯降低。本發(fā)明產(chǎn)品完全適用于油性涂料，并 且遠(yuǎn)好于對(duì)比樣。

2 高耐光鈦白粗品制備的操作方式

2.1 案例分析一
根據(jù)高耐光鈦白粗品制備的工藝要求，需結(jié)合 實(shí)際特點(diǎn)要求，對(duì)鈦白粉進(jìn)行研磨操作。要達(dá)到 350 目以上，篩選定小于 0.05% 的鈦白粉粗料。將 研磨后的鈦白粉粗料轉(zhuǎn)放入到包膜罐內(nèi)，使用離子 水吸水處理，注意調(diào)節(jié)二氧化鈦的含量，控制在 280~350 g/L 之間。經(jīng)過(guò) 1 h 的吸附操作處理，調(diào) 整 pH 值到 3~4 之間，升溫達(dá)到 40 ℃以上，再加 入一定量的 P2O5，控制操作步驟規(guī)范有效。經(jīng)過(guò) 沉淀、過(guò)濾后，加入粉料質(zhì)量在 1% 左右的有機(jī)硅， 進(jìn)行包膜處理，得到鈦白粉制品。根據(jù)耐光鈦白粉 制備的操作方式，做好干燥，對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)定。二 氧化鈦是結(jié)晶類形態(tài)，屬于穩(wěn)定狀態(tài)。在高溫條件
下進(jìn)行轉(zhuǎn)換，重視鍛造制造的操作。金紅石是二氧 化鈦的結(jié)晶形態(tài)，其結(jié)構(gòu)較為密實(shí)，與銳肽相比硬 度高、密度強(qiáng)。金紅石、銳肽型都屬于四方類結(jié)晶 體。不同的結(jié)晶格式在 X 射線圖像下不同。需要根據(jù)銳肽型二氧化鈦的延展水平，分析延展的角度 和范圍。金紅石的晶體細(xì)長(zhǎng)，是屬于八面棱性。鈦 白粉作用下，在金屬氧化物半導(dǎo)體材料下，逐步吸 收釋放。鈦白粉紫外線光會(huì)變黃變暗，直接影響透 光性，聚合物存在不耐久性的情況。在鈦白粉研磨 操作過(guò)程中，獲取 325 目的粗料，篩選比例小于 0.05% 比例水平，獲取鈦白粉粗品漿液。經(jīng)過(guò)研磨 后，鈦白粉粗料轉(zhuǎn)入到包膜罐中，用于去離子水稀 釋的處理，調(diào)整二氧化硅的含量在 280~350 g/L 之 間，獲取高耐光鈦白粗品制備的標(biāo)準(zhǔn)工藝方案。

2.2 案例分析二

氯化鋁在經(jīng)過(guò)二氧化鈦的作用，獲取成品粉末， 經(jīng)過(guò)去離子水作用，配置濃度為 400 g/L 比例的容 積。在整個(gè)包膜工藝的操作規(guī)范中，需要注意監(jiān)測(cè) 漿液料的 pH 值，對(duì)整個(gè)包膜的工藝進(jìn)行測(cè)定，確 定漿液料的 pH 值水平。使用強(qiáng)氧化鉀容積對(duì)漿料 進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制 pH 值達(dá)到 9.5，加絨檸檬酸鈉容 積溶液 100 g/L，控制比例二氧化鈦達(dá)到 0.5%，再 經(jīng)過(guò) 30 min 的分散操作處理。再研磨后漿料加入 升溫的達(dá)到 65 ℃，對(duì)整個(gè)包膜進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)控處理。 經(jīng)過(guò) 90 min 后，加入 4% 比例的磷酸氫鈉容積， 調(diào)整硫酸鋁溶液中的三氧化二鋁比例為 90 g/L，確 保溶液漿料 pH 值在 6.5，經(jīng)過(guò) 1 h 的熟化后，保證 磷酸鋁的密閉層覆蓋性。經(jīng)過(guò) 45 min 后，加入 1% 比例的水溶制劑，水溶性硅酸容積的濃度控制在 100 g/L，維持漿料的 pH 值達(dá)到 8 以上，經(jīng)過(guò)熟化 后 45 min 后，形成氧化后的硅鋁化合物。 經(jīng)水溶性偏鋁酸鉀容積 5% 45 min 后，溶液融 合達(dá)到 200 g/L 后，質(zhì)量濃度達(dá)到 15%，維持 pH 值在 7.5 范圍內(nèi)，再經(jīng)過(guò)熟化 90 min 后，形成氧 化鋁包覆層。經(jīng)過(guò)氣化工序?qū)Ρ确治觯褂?50 ℃ 去離子水作用，過(guò)濾電阻率為 15 000 Ω.cm 后，加 入 0.8% 比例的三乙醇胺有機(jī)制劑，經(jīng)過(guò)高耐光裝 飾層的作用，可得到二氧化鈦顏料。在鈦白粉分散 秘制操作過(guò)程中，經(jīng)過(guò)調(diào)整鈦白粉的耐光水平，可 調(diào)整輸送硅鋁化合物的包膜覆蓋水平，在氣粉工序 中增加含有胺類的物質(zhì)，提高正表面的電位合理， 改善鈦白粉的高保留率。在特質(zhì)生產(chǎn)工藝中，經(jīng)過(guò) 二氧化鈦層壓制板的操作，可提升高耐光性、高白 度、高保留率水平，注意二氧化鈦使用的成本控制， 提高原料的綜合利用率，優(yōu)化節(jié)能環(huán)保價(jià)值水平。

3 高耐光鈦白粉制備的應(yīng)用與發(fā)展

未來(lái)高耐光鈦白粉的制備應(yīng)用廣泛，在建筑、 裝飾、裝修、陶瓷、紡織、橡膠等多產(chǎn)業(yè)應(yīng)用廣泛， 其高耐光性可以有效的提升產(chǎn)品的品質(zhì)質(zhì)量水平， 提高遮蓋力，提高白光度，減少沉淀和分散性，更 好的保證產(chǎn)品的穩(wěn)定有效。 高耐光、高穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了其加工產(chǎn)品的穩(wěn)定，不 容易開(kāi)裂、變色、變形、抗酸堿水平強(qiáng)，可以增強(qiáng) 產(chǎn)品的有效使用壽命。我國(guó)在高耐光鈦白粉的加工 工藝廣泛，但是部分行業(yè)發(fā)展存在技術(shù)應(yīng)用缺陷不 足之處，需要結(jié)合具體工業(yè)工藝的情況，對(duì)加工工 藝方式、成本、效益、價(jià)值等進(jìn)行評(píng)估，制定符合 鈦白粉裝飾體系建設(shè)的工藝操作思路，提升材料制 備的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)和建設(shè)要求，更好的調(diào)整現(xiàn)有的 規(guī)范操作流程，優(yōu)化工藝研究思路和制備效果。

4 Conclusion

本文的具有高耐光性的金紅石型鈦白粉粗品的 制備方法，在鹽處理工序加入硫酸鈰，硫酸鈰經(jīng)煅 燒后轉(zhuǎn)化為 CeO2，進(jìn)入光活性點(diǎn)、封閉光火性點(diǎn)； 鈰鹽經(jīng)高溫煅燒后更容易進(jìn)入光活性點(diǎn)，從根本上 封閉光活性點(diǎn)，提高鈦白粉耐光性 ；在酸性條件下 （硫酸鈰溶液呈酸性），氧化鎂能較好的溶于水，起 到金紅石促進(jìn)劑作用，同時(shí)能有效提高鈦白粉的白 度和亮度，得到的產(chǎn)品耐光性可以滿足客戶要求。

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