專利名稱：：金紅石型鈦白粉及其生產(chǎn)設備的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)品及其生產(chǎn)設備，具體說是一種鈦白粉及其生產(chǎn)設備。
背景技術：
：二氧化鈦在405nm波長以下的紫外光波段內(nèi)有輕微的光吸收作用，理論上因吸收紫外光后將可延長涂料和塑料的壽命，但是同時它又具備光化學活性，在空氣中或在水中，受紫外光照射散發(fā)出來的氧原子會使涂膜等有機介質氧化降解，這樣涂料開始失去光澤，除膜表面將分離出白色粉狀物，再受大氣的侵蝕，涂膜將開裂、剝落，即會老化，涂膜還會黃變，二氧化鈦再去和彩色顏料混用時產(chǎn)生浮色和發(fā)花，若經(jīng)表面處理后，將明顯改變變色和褪色現(xiàn)象，可起到保色性作用。鈦白粉尤其是高檔金紅石型鈦白粉應根據(jù)多種不同用途發(fā)展，國內(nèi)已有10-20系列牌號的產(chǎn)品，金紅石鈦白粉后處理中利用不同無機色膜的不同工藝處理，包膜出不同用途的專用鈦白粉，目前所用的無機包膜材料有鋁、硅、鈦。鈦白粉復合包膜的技術，在我國八十年代許多工廠都在引進國外技術進行研究和開發(fā)，直到九十年代初國內(nèi)部分工廠才拿出了低檔的金紅石型鈦白粉，由于缺乏先進的二氧化鈦表面處理技術，導致國內(nèi)二氧化鈦行業(yè)長期生產(chǎn)中、低檔產(chǎn)品，高檔金紅石型二氧化鈦全部依靠進口，其產(chǎn)品價格高達國內(nèi)產(chǎn)品的1.8倍以上。為了長期壟斷鈦白市場，目前國外知名廠家嚴密封鎖其主要技術，嚴重制約了國內(nèi)鈦白粉技術的發(fā)展。表面處理鍋是釹白粉包膜工藝中的主要設備，傳統(tǒng)的表面處理鍋都是平底,這樣在運行過程中使得鍋內(nèi)會有死角，而且也不能保證包膜均勻，因此國內(nèi)外許多廠家對此進行了研究，結果是在攪拌時，表面處理鍋鍋內(nèi)還是存在死角。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本發(fā)明的第一目的是提供一種產(chǎn)品性能高的金紅石型鈦白粉。本發(fā)明的第二目的是提供一種提高金紅石型鈦白粉包覆率和包覆層均勻致密性好的設備。技術方案為了解決上述第一目的，本發(fā)明的技術方案為一種金紅石型鈦白粉，在鈦白粉表面復合包覆無機包膜材料和有機包膜材料，所述的無機包膜材料為鋁、硅、鈦、鋯四種氧化物的一種或幾種混合，所述的有機包膜材料為表面活性劑。作為本發(fā)明的進一步改進，所述的金紅石型鈦白粉為疏水型鈦白粉，所用的無機包膜材料為氧化硅、氧化鋁和氧化鋯中的一種或幾種混合，所用的表面活性劑為憎水親油型有機硅。所述的憎水親油型有機硅為硅油或聚甲基三氯硅氧烷。作為本發(fā)明的進一步改進，所述的金紅石型鈦白粉為親水型鈦白粉，所用的無機包膜材料為氧化硅、氧化鋁和氧化鋯中的一種或幾種混合，所用的表面活性劑為親水型有機硅。所述的親水型有機硅為含羥基或醚基的有機硅。為了解決上述第二目的，本發(fā)明的技術方案為一種生產(chǎn)所述金紅石型鈦白粉的設備，它包括表面處理鍋，所述表面處理鍋的底部呈倒椎體形狀。通過對表面處理鍋的改迸，使包覆率達到98%以上，包覆層均勻致密性好。本發(fā)明中鈦白粉表面包膜方法包括復合包膜方法，即先進行無機包膜，再進行有機包膜。(1)無機包膜它的作用是讓鈦白粉與有機介質不直接接觸，還可以起到屏蔽光催化的作用，增強二氧化鈦的耐候性，耐化學和耐大氣的侵蝕能力。其中氧化硅和氧化鋁二元包膜，可根據(jù)其包膜比例不同或包膜次序不同，可改變其表面所帶電荷，從而促進二氧化鈦在各不同介質中的分散性；氧化鋯包膜提高金紅石型鈦白粉的附著力和耐候性。(2)有機包膜通過添加表面活性劑，大大提高了二氧化鈦顏料在各種分散介質中的濕潤性、分散性和流動性，同時在二氧化鈦顏料貯存期間還減少了水份的吸收，使顏料中絮凝顆粒、附聚物減少，使其還具備助磨功能，高耐候性、高分散性、高光澤。有機包膜材料主要有以下四類-①陽離子表面活性劑包括三乙醇胺；②非離子表面活性劑包括三羥甲基丙烷；③有機硅a、憎水親油型包括硅油、聚甲基三氯硅氧焼；b、親水型包括含羥基或醚基的有機硅；其它類包括羥基纖維素。(3)復合包膜將無機包膜和有機包膜方法同時使用，所得的金紅石型鈦白粉性能更佳。鈦白粉經(jīng)復合包膜后，其產(chǎn)品性能得到了很大提高-(1)表面自由與濕潤性的改善由于表面處理后，表面積會加大見表(經(jīng)Ah03、Si02表面處理)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由于其處理后，鈦白粉表面積加大,會使其表面張力降低，從而提高其濕潤性。同樣可添加表面活性劑(濕潤劑)也可降低表面張力，提高濕潤性。(2)表面電荷與分散性的影響不同Al203/Si02比例，可使所帶電荷發(fā)生變化，則在水中分散性也隨之變化，Al203/Si02〉l帶正電荷，趨于堿性；Al203/Si02<l帶負電荷，趨于酸性；這樣其表面上的電荷變化則改變顏料特性。表鈦白粉包膜類型與等電點<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>說明:鈦白粉表面所吸附的離子很少，結果是中性,這時的PH值就是它的等電點。鈦白粉顆粒在有電荷存在下，在分散介質中有效粒徑應是本身粒+雙層雙電層，由于布朗運動的碰撞會使粒子分散，而范德華引力和靜電引力會使粒子凝聚。因此各種牌號產(chǎn)品的工藝應隨其產(chǎn)品用途不同而隨之調整包膜工藝。(3)表面吸附與分散穩(wěn)定由于非離子表面活性劑在水中不能電離，其極性基團能夠定向吸附在二氧化鈦表面形成一層單分子吸附層，具有定向緩沖作用(空間位阻效應)，可以阻止粒子間凝聚。對顏料粒子起分散作用。這雙電層靜電斥力和空間位阻效應付定向緩沖作用，是固體粒徑分散的理論。(4)凝集粒子對分散性能的影響大于30um的凝集粒子會使涂膜、塑料型材表面產(chǎn)生瑕疵和條紋；大于5um以上顆粒對分散度有明顯影響；大于0.5um以上顆粒對涂膜的光澤度會有較大的影響；0.1-0.5um粒子大小將直接影響其遮蓋力、消色力，底層色相等光學性能。(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，不降低光澤而提高產(chǎn)品的耐候性。Al203包膜可更多反射紫外光，提高耐候性、耐久性、從而可彌補二氧化鈦的光化學活性缺陷。如若將鋁(Al)和硅(Si)的氧化物的比例按不同量比調整，將會得到不同性能和用途的鈦白粉。各種不同的有機包膜材料的引入，特別是親水型和憎水親油型的引入，再加之與無機包膜劑的復合使用，將對不同介質(包括樹脂)新品種的出現(xiàn)，更加容易適應，可更加適合在不同介質中的濕潤性、分散性和流動性。有益效果與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是采用上述技術方案提高了金紅石型鈦白粉的白度、亮度及不透明性，在漆料配置過程中，增強了其分散性、潤滑性、流動性、耐磨性，也改善其在儲存的產(chǎn)品中的穩(wěn)定性。疏水型金紅石型鈦白粉在油漆、造紙和塑料中使用性能更佳；親水型鈦白粉在造紙和槳料中使用性能更佳；通過對表面處理鍋的改進，使金紅石型鈦白粉包覆率達到98%以上，包覆層均勻致密性好。圖l為本發(fā)明中表面處理鍋的結構示意圖。圖2為本發(fā)明中金紅石型鈦白粉復合包膜工藝流程圖。具體實施例方式如圖1所示，表面處理鍋的上部2呈圓柱體形狀，底部l呈倒錐體形狀，其中錐的角度為100°-130°，最佳角度為120°。采用大流量、低的軸流泵將物料切向進入表面處理鍋上部2，在運行的過程中鍋內(nèi)沒有死角，同時包膜均勻。一種金紅石型鈦白粉，在鈦白粉表面復合包覆無機包膜材料和有機包膜材料，其中無機包膜材料為鋁、硅、鈦、鋯四種氧化物的一種或幾種混合，有機包膜材料為表面活性劑。將金紅石型鈦白粉在底部為倒椎體形狀的表面處理鍋內(nèi)先后進行無機表面處理、有機表面處理就能夠得到不同性能和用途的產(chǎn)品。處理后的金紅石型鈦白粉包括疏水型鈦白粉和親水型鈦白粉。疏水型鈦白粉所用的無機包膜材料為氧化硅、氧化鋁和氧化鋯中的一種或幾種混合，所用的表面活性劑為憎水親油型有機硅，憎水親油型有機硅為硅油或聚甲基三氯硅氧烷。親水型鈦白粉所用的無機包膜材料為氧化硅、氧化鋁和氧化鋯中的一種或幾種混合，所用的表面活性劑為親水型有機硅，親水型有機硅為含羥基或醚基的有機硅。本發(fā)明中無機包膜材料氧化硅、氧化鋁、氧化鋯是這樣制得的硫酸鋁在堿性條件下與堿發(fā)生中和反應或者偏鋁酸鈉在酸性條件下與酸發(fā)生中和反應得到水合氧化鋁膜；硫酸鋯在堿性條件下與堿發(fā)生中和反應得到水合氧化鋯膜；硅酸鈉在酸性條件下與酸發(fā)生中和反應得到水合氧化硅膜。所用的酸為質量濃度為98%的硫酸，根據(jù)實際情況進行調節(jié)濃度。堿為固體氫氧化鈉，根據(jù)實際情況進行調節(jié)濃度。根據(jù)鈦白粉性能和用途來選擇無機包膜材料種類以及其先后包膜順序和其用量比例。如圖2所示，金紅石型鈦白粉復合包膜方法如下(1)將未經(jīng)過包膜處理的金紅石型鈦白粉物料進入砂磨工序進行砂磨；(2)將砂磨好的物料輸送到表面處理工序進行無機包膜處理，在此工序中所用的無機包膜材料為氧化硅、氧化鋁和氧化鋯中的一種或幾種混合，根據(jù)鈦白粉性能和用途來選擇無機包膜材料種類以及其先后包膜順序和其用量比例；(3)將無機包膜后的物料先后進入水洗工序和干燥工序得到干燥物料；(4)將干燥物料輸送到汽粉工序，在蒸汽的作用下將有機包膜材料包覆在干燥物料上，將物料進行分散，從而實現(xiàn)金紅石型鈦白粉的有機包膜；(5)將有機包膜好的成品進行包裝。本發(fā)明中的疏水型鈦白粉在高檔油漆中具有好的分散穩(wěn)定性、耐溫性、耐候性和潤色穩(wěn)定性；在塑料、涂料中具有好的高粘分散性、擠出潤滑、耐溫性、耐候性、干粉流動性、抗溫性、分散性和潤滑性。本發(fā)明中的親水型鈦白粉在造紙中高潤滑性好、高紙張著色力好、低泡性好；作漿料用時易潤滑、易分散、低泡、易儲存穩(wěn)定、產(chǎn)品消色力高、耐候性好。權利要求1、一種金紅石型鈦白粉，其特征在于在鈦白粉表面復合包覆無機包膜材料和有機包膜材料，所述的無機包膜材料為鋁、硅、鈦、鋯四種氧化物的一種或幾種混合，所述的有機包膜材料為表面活性劑。2、根據(jù)權利要求l所述的金紅石型鈦白粉，其特征在于所述的金紅石型鈦白粉為疏水型鈦白粉，所用的無機包膜材料為氧化硅、氧化鋁和氧化鋯中的一種或幾種混合，所用的表面活性劑為憎水親油型有機硅。3、根據(jù)權利要求2所終的金紅石型鈦白粉，其特征在于所述的憎水親油型有機硅是硅油或聚甲基三氯硅氧垸。4、根據(jù)權利要求l所述的金紅石型鈦白粉，其特征在于所述的金紅石型鈦白粉為親水型鈦白粉，所用的無機包膜材料為氧化硅、氧化鋁和氧化鋯中的一種或幾種混合，所用的表面活性劑為親水型有機硅。5、根據(jù)權利要求4所述的金紅石型鈦白粉，其特征在于所述的親水型有機硅為含羥基或醚基的有機硅。6、一種生產(chǎn)權利要求1所述的金紅石型鈦白粉的設備，它包括表面處理鍋，其特征在于所述表面處理鍋的底部呈倒椎體形狀。7、根據(jù)權利要求6所述的設備，其特征在于所述椎體的錐度為100-130度。全文摘要本發(fā)明公開了一種金紅石型鈦白粉，在鈦白粉表面復合包覆無機包膜材料和有機包膜材料，所述的無機包膜材料為鋁、硅、鈦、鋯四種氧化物的一種或幾種混合，所述的有機包膜材料為表面活性劑。所述的金紅石型鈦白粉包括疏水型鈦白粉和親水型鈦白粉。本發(fā)明還公開了一種生產(chǎn)所述金紅石型鈦白粉的設備，它包括表面處理鍋，所述表面處理鍋的底部呈倒椎體形狀；通過對其的改進，使包覆率達到98％以上且包覆層均勻致密性好。采用復合包膜提高了金紅石型鈦白粉的白度、亮度及不透明性，在漆料配置過程中，增強了其分散性、潤滑性、流動性、耐磨性，也改善其在儲存的產(chǎn)品中的穩(wěn)定性。文檔編號C01G23/047GK101531395SQ20091002933公開日2009年9月16日申請日期2009年4月9日優(yōu)先權日2009年4月9日發(fā)明者包宗武,曲明生,高江虹申請人:江蘇亞中化肥有限公司