本技術(shù)涉及二氧化鈦制備方法的,更具體地說(shuō),涉及一種再生聚烯烴用二氧化鈦顏料的制備方法及制得的鈦白粉。
背景技術(shù):
1、再生塑料是指通過(guò)預(yù)處理(篩選、分類(lèi)、清洗)、熔融造粒、改性等物理或化學(xué)的方法對(duì)廢舊塑料進(jìn)行加工處理后重新得到的塑料原料,是對(duì)塑料的再次利用。根據(jù)材料特征,再生塑料主要為pp、pe等熱塑性聚烯烴類(lèi)產(chǎn)品,二者也是最常見(jiàn)的塑料包裝膜材料。
2、為了提高再生塑料制品,其是對(duì)于聚烯烴等易泛黃類(lèi)樹(shù)脂的耐熱、耐光和耐候性能,提高使用壽命,需要加入二氧化鈦顏料(也稱(chēng)鈦白粉),同時(shí)還可有效優(yōu)化塑料制品的機(jī)械性能和電性能。
3、而以如下目前市售二氧化鈦產(chǎn)品與pp樹(shù)脂混合打板檢測(cè)后發(fā)現(xiàn):使用通用金紅石型二氧化鈦耐溫性能差,其黃變指數(shù)高達(dá)3.15;使用塑料通用金紅石型二氧化鈦的色相偏黃,白度偏低,為93.78;使用銳鈦型二氧化鈦的耐候性很差,耐光穩(wěn)定性δε高達(dá)2.56,穩(wěn)定性不足,均無(wú)法滿足其使用需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了提高二氧化鈦顏料再聚烯烴樹(shù)脂體系中的白度、降低黃變、提高耐候性,本技術(shù)提供一種再生聚烯烴用二氧化鈦顏料的制備方法及制得的鈦白粉。
2、第一方面,本技術(shù)提供一種再生聚烯烴用二氧化鈦顏料的制備方法,采用如下的技術(shù)方案:
3、一種再生聚烯烴用二氧化鈦顏料的制備方法,包括以下步驟:
4、s1、以濃度為20-24wt%、粒徑為0.15-0.25μm的金紅石型二氧化鈦初品漿料為原料,在70-85℃下包覆氧化硅膜層、在60-70℃下包覆氧化鋯膜層,再分別在50-65℃下包覆磷酸鋁膜層和勃姆石型氧化鋁膜層;
5、s2、再經(jīng)過(guò)濾洗滌、脫水干燥、氣流粉碎后進(jìn)行有機(jī)包膜處理,即得。
6、通過(guò)采用上述技術(shù)方案:s1采用以低二氧化鈦濃度漿料為原料、不同包膜溫度、特殊包膜配方組合,限定包覆層種類(lèi),以使所得產(chǎn)品在再生聚烯烴塑料體系中具有抗氧化降解、黃變及較優(yōu)的耐候性能。其中(1)先包覆一層低含量無(wú)定型二氧化硅膜層,堵塞晶格缺陷,遮蔽其表面的光活化點(diǎn),提高抗氧化、抗紫外線性能,限定采用70-85℃較高溫度包覆,較慢的ph值調(diào)節(jié)沉積速率,使氧化硅膜層更致密;(2)包覆少量的二氧化鋯膜層,增強(qiáng)耐候性的同時(shí)提高產(chǎn)品亮度,限定采用60-70℃的較高溫度包覆,并流較慢維持ph值沉積速率,使得氧化鋯膜層致密;(3)包覆一層磷酸鋁膜,提高二氧化鈦耐光和抗黃變性能,一次性加入包膜劑,采用偏鋁酸鈉與硫酸鋁同步并流緩慢調(diào)節(jié)ph值沉積速率;(4)包覆一層較低含量的勃姆石型氧化鋁,增強(qiáng)光澤度,改善產(chǎn)品分散性;限定采用50-60℃較低溫度包覆,直接采用偏鋁酸鈉與硫酸鋁同步并流緩慢調(diào)節(jié)ph值沉積速率。
7、s2采用有機(jī)包膜處理,以增強(qiáng)產(chǎn)品在聚烯烴塑料體系中相容性、分散性和加工流動(dòng)性,最終得到滿足在再生聚烯烴塑料樹(shù)脂中應(yīng)用二氧化鈦顏料產(chǎn)品。
8、可選的,所述初品漿料的制備方法為:將金紅石型二氧化鈦初品加入到水中打漿分散,調(diào)ph為9.3-9.8,制得含二氧化鈦濃度為35-38wt%的漿料;再加入硅酸鈉水溶液,分散,經(jīng)研磨、篩分,控制漿料粒徑為0.15-0.25μm,加水調(diào)體系二氧化鈦濃度為20-24wt%、調(diào)ph為9.8-10.8,即得初品漿料;
9、所述硅酸鈉水溶液,其濃度以sio2計(jì)為160-180g/l,加入量以sio2計(jì)占tio2量的0.3-0.4%。
10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案:控制打漿、分散、研磨、粒徑范圍。其中,先在打漿時(shí)控制得到較高二氧化鈦濃度35-38wt%的漿料,有利于提高研磨效果;加入氫氧化鈉溶液調(diào)漿料ph在9.3-10.8,可保持漿料處于良好分散狀態(tài)。
11、可選的,所述氧化硅膜層的包覆方法為:
12、在溫度70-85℃、攪拌轉(zhuǎn)速55-65rpm的條件下,向初品漿料中加入硅酸鈉水溶液,分散,先調(diào)ph為9.3-9.6后反應(yīng)30-40min,再調(diào)ph為6.9-7.5后熟化70-100min,即得氧化硅膜層;所述硅酸鈉水溶液,其濃度以sio2計(jì)為95-120g/l,加入量以sio2計(jì)占tio2重量的1-1.5%。
13、通過(guò)采用上述技術(shù)方案:在上述條件下,在二氧化鈦表面包覆形成致密的無(wú)定型氧化硅膜層,堵塞晶格缺陷,遮蔽其表面的光活化點(diǎn),提高抗氧化、抗紫外線性能。
14、可選的,所述氧化鋯膜層的包覆方法為:
15、將包覆氧化硅膜層后的漿料降溫至60-70℃,在65-80rpm的攪拌轉(zhuǎn)速下,在110-130min內(nèi)滴加加入氧氯化鋯水溶液,同時(shí)并流加入氫氧化鈉水溶液調(diào)漿料ph為8.2-9.5,反應(yīng)30-40min后再調(diào)ph為8.0-8.3,熟化50-70min,即得氧化鋯膜層;
16、所述氧氯化鋯水溶液,其濃度以zro2計(jì)為110-130g/l,加入量以zro2計(jì)占tio2重量的0.25-0.35%。
17、通過(guò)采用上述技術(shù)方案:在上述條件下,完成少量但致密的氧化鋯膜包覆。
18、可選的,所述磷酸鋁膜層的包覆方法為:
19、保持包覆氧化鋯膜層后的漿料溫度,在50-60rpm的攪拌轉(zhuǎn)速下,一次性加入六偏磷酸鈉水溶液,分散30-40min,在45-65min內(nèi)加入偏鋁酸鈉水溶液,同時(shí)并流加入硫酸鋁溶液調(diào)漿料ph值為9.4-9.8,熟化20-30min,再加入硫酸鋁溶液調(diào)漿料ph為6.0-6.3,熟化20-30min,即得磷酸鋁膜層;
20、所述六偏磷酸鈉水溶液,其濃度以p2o5計(jì)為140-180g/l,加入量以p2o5計(jì)占tio2重量的1.0-1.5%;
21、所述偏鋁酸鈉水溶液,其濃度以al2o3計(jì)為110-130g/l;
22、所述硫酸鋁溶液,其濃度以al2o3計(jì)為85-100g/l。
23、可選的,所述勃姆型鋁膜層的包覆方法為:
24、將包覆磷酸鋁膜層后的漿料溫度調(diào)至50-60℃,在55-65rpm的攪拌轉(zhuǎn)速下,在30-50min加入偏鋁酸鈉水溶液,同時(shí)并流加入硫酸鋁溶液調(diào)漿料ph為7.0-8.5后熟化40-60min,再調(diào)ph為6.8-7.2后熟化2-2.5h,即得勃姆型鋁膜層;
25、所述偏鋁酸鈉水溶液,其濃度以al2o3計(jì)為85-120g/l,加入量以al2o3占tio2重量的0.5-0.7%。
26、可選的,將勃姆型氧化鋁膜層后的漿料經(jīng)過(guò)濾洗滌、脫水和干燥后,控制其電阻率為80-120ω·m,含水量≤0.3%。
27、可選的,所述有機(jī)包膜處理的具體方法為:在汽粉機(jī)出口加入有機(jī)包膜劑進(jìn)行有機(jī)包膜處理,其加入量為tio2重量的0.25-0.45%。
28、可選的,所述有機(jī)包膜劑為二甲基硅油、三羥甲基乙烷、聚硅醇、辛基三乙氧基硅烷中一種。
29、第二方面,本技術(shù)提供一種鈦白粉,由上述所述所述的再生聚烯烴用二氧化鈦顏料的制備方法制得。
30、通過(guò)采用上述技術(shù)方案:與目前現(xiàn)有產(chǎn)品相比,不但滿足了其特殊性能需要,同等條件下添加量可減少5-8%,而且使聚烯烴產(chǎn)品使用壽命提高2-3倍。
31、綜上所述,本技術(shù)具有以下有益效果:
32、1、本技術(shù)采用較低的二氧化鈦漿料濃度為原料、不同包膜溫度、限定包覆層種類(lèi),以及不同包膜時(shí)間和ph值等條件下,以使所得產(chǎn)品在再生聚烯烴塑料體系應(yīng)用中具有抗氧化降解、黃變及較優(yōu)的耐候性能;再進(jìn)行有機(jī)包膜處理,以增強(qiáng)產(chǎn)品在聚烯烴塑料體系中相容性、分散性和加工流動(dòng)性,最終得到滿足在再生聚烯烴塑料樹(shù)脂中應(yīng)用二氧化鈦顏料產(chǎn)品;
33、2、本技術(shù)在不同包膜溫度下、較低包覆劑濃度、不同攪拌強(qiáng)度,以及不同包膜時(shí)間和ph值條件下進(jìn)行包覆,使得形成低含量但致密的氧化硅和氧化鋯膜層,以及特殊的磷酸鋁和勃姆石型氧化鋁膜層。