背景及概述[1]
氧化鈦是弱的兩性氧化物，與硫酸氫鉀熔融生成硫酸鈦;與氫氧化鈉熔融生成鈦酸鈉。其可用作重要的白色顏料和瓷器釉藥，還用于制金屬鈦、鈦鐵合金、硬質(zhì)合金。橡膠、造紙用作填料；電機(jī)工業(yè)用于制絕緣體、電瓷等。工業(yè)上用硫酸分解鈦鐵礦，除鐵后再經(jīng)水解制得。氧化鈦主要用于涂料、塑料、造紙、油墨、化纖等領(lǐng)域，氧化鈦的主要成分TiO2屬于N型半導(dǎo)體氧化物，具有光化學(xué)活性，受光、受熱后外圍電子激發(fā)，產(chǎn)生光生電子和光生空 穴，在缺氧條件下，光生電子還原TiO2生成Ti2O3，使三聚氰胺層壓紙發(fā)灰。光生空穴具有強(qiáng)氧化性，易使與之接觸的有機(jī)高分子降解為小分子，甚至完全礦化為CO2、H2O分子，使涂料等應(yīng)用產(chǎn)品耐候性變差。造紙作為二氧化鈦顏料的第三大應(yīng)用領(lǐng)域，占氧化鈦總消費(fèi)量的 15％左右，其中裝飾原紙用氧化鈦占總量的11—12％。
制備及應(yīng)用[1]
一、一種裝飾原紙專用的生產(chǎn)方法
裝飾原紙又叫鈦白紙，是一種以優(yōu)質(zhì)木漿和二氧化鈦顏料為主要原料經(jīng)特殊工藝加工而成的工業(yè)特種用紙，經(jīng)印刷、三聚氰胺等樹脂浸膠后，主要用于纖維板、刨花板等人造板的護(hù)面層紙、面層用紙和底層用紙。裝飾原紙對(duì)氧化鈦耐候性有較高的要求。國(guó)內(nèi)外針對(duì)裝飾原紙氧化鈦耐候性進(jìn)行了較多技術(shù)研究工作，有的采用硅鋁包膜，有的采用磷酸鋁混合物包膜，有的采用鈰鹽對(duì)TiO2進(jìn)行包膜，有的采用磷鋯鋁包膜，這些技術(shù)存在工藝復(fù)雜、質(zhì)量不穩(wěn)定、實(shí)用性不強(qiáng)等缺陷，對(duì)裝飾原紙的發(fā)展帶來(lái)了約束。
CN201710678551.7提供了一種裝飾原紙專用氧化鈦的生產(chǎn)方法，本發(fā)明方 法制備的氧化鈦，應(yīng)用于紙漿體系后，具由無(wú)泡沫、分散快，留著率高的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明方法形 成的氧化鈦的結(jié)構(gòu)，可以降低氧化鈦的表面張力、提高潤(rùn)濕性。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案是：
一種裝飾原紙專用氧化鈦的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
A、用脫鹽水將二氧化鈦制備成500-600g/L的TiO2漿料，加入硅酸鹽，研磨，調(diào)漿料 pH值9.5-10，加熱至40-80℃后，稀釋至300±10g/L的TiO2漿料，保持溫度40-80℃；
B、向上述A稀釋后的TiO2漿料中快速加入酸式鋁鹽溶液，攪拌，得到混合漿料；
C、向上述步驟B的混合漿料中緩慢加入含磷化合物溶液，然后調(diào)pH值為5.0-5.5， 熟化；
D、熟化后，在pH值5.0-5.5條件下，緩慢加入堿式鋁鹽溶液，在加入堿式鋁鹽溶液 的過(guò)程中流加pH值調(diào)節(jié)劑，并保持pH值5.0-5.5，攪拌20-40min后，調(diào)pH值至7.0-8.0；所述 pH值調(diào)節(jié)劑為濃度為5±5％的硫酸溶液，或酸式鋁鹽溶液，濃度以Al2O3為100±5g/L，用于控制pH為5.0-5.5。
E、再次熟化后，經(jīng)過(guò)濾洗滌、干燥、粉碎，得到裝飾原紙專用氧化鈦。
二、一種色母粒用氧化鈦的制備方法
著色劑對(duì)塑料著色起到關(guān)鍵的作用，色母粒著色是現(xiàn)在最普遍采用的塑料 著色法。色母粒用于對(duì)塑料進(jìn)行著色，已在塑料加工業(yè)、電纜加工、合成纖維加工等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。較傳統(tǒng)的浮染法，它具有分散均勻、成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其組成主要為顏料、分散劑、載體三部分。
塑料行業(yè)是氧化鈦的第二大用戶，氧化鈦?zhàn)鳛榈陌咨珶o(wú)機(jī)顏料應(yīng)用在 塑料中，不僅能為塑料提供白度、光澤度和遮蓋力，還可以提高塑料制品的耐光、耐熱、耐候性，改善塑料制品的物理化學(xué)性質(zhì)，延長(zhǎng)塑料制品的使用壽命。
高濃度色母?；绢伭虾靠蛇_(dá)30％～40％，但是由于高濃白母粒加入大量 的氧化鈦，導(dǎo)致聚合物大分子運(yùn)動(dòng)困難，熔體粘度增加，給加工帶來(lái)較大困難。
氧化鈦在色母粒中的分散可以分為三步：潤(rùn)濕、細(xì)化和細(xì)化后的穩(wěn)定性。顏料潤(rùn)濕對(duì)于顏料分散有重要意義，而顏料的潤(rùn)濕又與氧化鈦的粒徑、粒徑分布和粒子表面性能息息相關(guān)。氧化鈦的水解的產(chǎn)物是具有一定粒子大小、粒度分布均勻的水合二氧化鈦沉淀，水合二氧化鈦粒子性質(zhì)直接決定了二氧化鈦的光學(xué)性能和顏料性質(zhì)。通過(guò)鹽處理使氧化鈦具有白度好、易分散的性質(zhì)，同時(shí)粉碎后細(xì)化了的二氧化鈦顆粒不穩(wěn)定，會(huì)重新凝集起來(lái)，而通過(guò)對(duì)二氧化鈦顆粒進(jìn)行包膜表面處理可以進(jìn)一步使氧化鈦在色母粒中更好、更均勻地分散。
CN201510956969.0提供了一種色母粒用氧化鈦的制備方法， 能有效提高色母粒的流變性能。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種色母粒用氧化鈦的制備方法，包括以下步驟：
a.制備TiO2料漿：將加入晶種的鈦液加熱并保持微壓水解，制備出偏鈦酸， 接著將水洗、漂白、鹽處理后的偏鈦酸壓榨得到濾餅，濾餅在900℃以上煅燒， 得到金紅石含量≥99.5％的氧化鈦粗品，粉碎后加入潤(rùn)濕劑砂磨，制得粒度＜1 μm的TiO2料漿；
b.硅包膜：將步驟a所得到的TiO2料漿稀釋濃度至300g/L～450g/L，調(diào)節(jié) 料漿的PH＝8～11，加入分散劑，通入蒸汽加熱至60～90℃，攪拌下加入含硅化 合物，并維持料漿的pH值為8～10，使TiO2顆粒表面包覆上氧化硅層；
c.鋁包膜：往步驟b所得到的料漿中加入氧化鋁化合物，水解后在氧化硅層 表面形成含水氧化鋁層，維持料漿PH在4～10范圍內(nèi)，溫度在40～60℃；
d.干燥：將步驟c所得到的TiO2料漿過(guò)濾，洗滌除去可溶性鹽，使濾餅的 電阻率≥100Ω·M，然后在300～500℃下烘干成粉末狀；
e.粉碎：將步驟d所得到的TiO2進(jìn)行氣流粉碎，同時(shí)加入有機(jī)表面處理劑， 得最終產(chǎn)品。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明所得的氧化鈦白度高， 分散性好，通過(guò)包覆處理，降低新形成的界面表面能，在色母粒尤其是高濃度色母粒的加工過(guò)程中，不至于使二氧化鈦產(chǎn)生再凝聚現(xiàn)象，這樣既可以節(jié)約氧化鈦的用量，又能提高色母粒的流變性能。
主要參考資料
[1] 中學(xué)教師實(shí)用化學(xué)辭典
[2] CN201710678551.7 一種裝飾原紙專用氧化鈦的生產(chǎn)方法
[3] CN201510956969.0 一種色母粒用氧化鈦的制備方法