一种二氧化钛颜料表面处理的新工艺

二氧化钛颜料生产工艺
二氧化钛（TiO2）是一种重要的白色颜料，广泛应用于建筑
材料、涂料、塑料、纸张等领域。

下面是二氧化钛颜料生产的一般工艺流程：
1. 原料准备：选择合适的二氧化钛矿石，如钛铁矿、钛球土等作为原料。

将矿石进行破碎、粉磨等处理，获得合适粒度的粉末。

2. 预处理：将原料粉末进行预处理，主要包括水洗、浸泡、沉淀等操作。

这些步骤的目的是去除矿石中的杂质物质，提高二氧化钛的纯度。

3. 钛白粉生产：通过硫酸法或氯化法将原料进行钛白粉的生产。

其中，硫酸法是目前主要采用的工艺。

具体步骤包括：将预处理后的原料与硫酸反应生成含有钛离子的溶液，进行离子交换、水洗等步骤得到纯净的钛酸溶液，然后通过水解、脱水等步骤，生成钛白粉的前驱体，最后在高温下进行煅烧得到成品钛白粉。

4. 加工处理：将钛白粉进行加工处理，以获得不同用途的二氧化钛颜料产品。

加工处理包括粒度调整、表面改性、分散等操作，目的是提高二氧化钛颜料的光学性能、流动性和分散性。

5. 包装与贮存：将加工处理后的二氧化钛颜料进行包装，通常采用多层复合袋进行包装，然后存放在干燥、无尘的仓库中，以防止湿气和杂质的污染。

需要注意的是，二氧化钛颜料的生产过程涉及到一些化学反应和高温煅烧等工艺，要求操作者具备相关的专业知识和技术，并严格遵守安全操作规程，以确保生产过程的安全和产品质量。

本技术涉及一种形成(金红石型)二氧化钛涂覆的片状颜料的方法，其中将水合二氧化钛沉积在片状粒子上，然后煅烧，所述方法包括：(a)在α－羟基羧酸，特别是乙醇酸或草酸，和氨基酸，特别是甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸(α、β和γ形式)存在下；或者在氨基酸的存在下进行钛沉积；本技术涉及由该方法获得颜料及其用途。

本技术方法可以在不存在外源性金属和Ti(III)下实施。

本技术的金红石型TiO2涂覆的基材至少具有与含锡产品相同的优点和特征，包括光泽、颜色、颜色均匀性并且在制造过程中很少形成小粒子。

权利要求书1.一种形成(金红石型)二氧化钛涂覆的片状颜料的方法，其中将水合二氧化钛沉积在片状粒子上，所述方法包括：(a)在α-羟基羧酸，特别是乙醇酸或草酸，和氨基酸，特别是甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸(α-、β-和γ-形式)存在下；或者在氨基酸的存在下进行钛沉积。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法依次包括：(a)使片状粒子在低pH下与钛盐和α-羟基羧酸和氨基酸接触；或与含有氨基酸的涂覆浴接触，并通过在低pH下从包含钛盐的涂覆浴沉积，在酸性pH下使用水合形式的二氧化钛涂覆片状粒子。

3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤(a)中的pH为1.2-2.5。

4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：(b)从涂覆浴中取出涂有二氧化钛的粒子，并洗涤该粒子以从中去除过量的酸和杂质；和(c)在500℃-1000℃的温度下煅烧该粒子，以在其上制备金红石晶体形式的二氧化钛的半透明涂层。

5.一种(金红石型)二氧化钛涂覆的片状颜料，其中所述金红石型二氧化钛层包含碳并且所述颜料任选不含金属或沉积在粒子上的其它金红石型定向添加剂。

6.根据权利要求5所述的颜料，其包含：(a)片状基材，和(b)包含碳的金红石型二氧化钛层。

7.根据权利要求6所述的颜料，其包含：(A)片状基材，和(B)含碳的金红石型二氧化钛层，(C)低折射率的金属氧化物层，特别是SiO2、Al2O3、AlOOH、B2O3或其混合物，其中可以包含碱金属或碱土金属氧化物作为其它组分，和(D)高折射率的金属氧化物层，特别是TiO2、ZrO2、Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、ZnO或这些氧化物的混合物。

二氧化钛阳极氧化二氧化钛阳极氧化是一种常见的表面处理技术，广泛应用于材料科学和工程领域。

本文将介绍二氧化钛阳极氧化的原理、方法和应用。

一、原理二氧化钛阳极氧化是利用电化学原理，在二氧化钛表面形成氧化层的过程。

在氧化层形成的过程中，通过控制电压和电流密度，可以调节氧化层的厚度和孔隙度，从而改变二氧化钛的表面性质。

二、方法二氧化钛阳极氧化的方法主要有两种：常规阳极氧化和自形成氧化（Self-Forming Anodization，SFA）。

常规阳极氧化是在电解液中进行，通过施加电压和电流，使二氧化钛表面氧化生成氧化层。

而SFA是在高温和高湿度环境中进行，二氧化钛表面的水分子和氧分子反应形成氧化层。

三、应用1. 光催化材料：二氧化钛阳极氧化可以增加二氧化钛的表面积，增强光催化反应的效率。

因此，二氧化钛阳极氧化常用于制备光催化剂，用于水处理、空气净化、环境保护等领域。

2. 色谱柱填料：通过控制二氧化钛阳极氧化的条件，可以调节氧化层的孔隙度和表面化学性质，从而改变色谱柱填料的分离性能和选择性。

二氧化钛阳极氧化制备的色谱柱填料被广泛应用于化学分析和生物医学领域。

3. 锂离子电池：二氧化钛阳极氧化可以提高锂离子电池的电化学性能，如提高电池的循环稳定性和容量保持率。

因此，二氧化钛阳极氧化常用于锂离子电池的正极材料制备。

4. 光电子器件：二氧化钛阳极氧化可以改变二氧化钛的能带结构和电子传输性质，从而用于制备光电子器件，如太阳能电池、光电探测器等。

二氧化钛阳极氧化是一种重要的表面处理技术，具有广泛的应用前景。

通过控制阳极氧化的条件，可以调节二氧化钛表面的性质，实现对材料性能的改善和优化。

随着对新材料和新能源的需求增加，二氧化钛阳极氧化将在更多领域展示其巨大潜力。

浅谈二氧化钛表面处理工艺流程有白色颜料之王称号的钛白粉，因为它具有优良的光学性能和颜料性能所以备受青睐，众多业内外人士评价钛白粉的作用时都认为，钛白粉人均消费量代表着一个国家或地区的经济发达水平和文明程度。

然而无论是氯化法，还是硫酸法生产的钛白（即二氧化钛粒子），也不管是金红石型，还是锐钛型（用于涂料、塑料、化纤等高档应用领域），即使平均粒度及偏差都比较理想，未经完善的表面处理（通称包膜），都不能充分发挥其优良的光学性能使颜色亮丽多彩，并具有良好的耐候性、抗老化性能和具有良好的化学稳定性。

所以钛白表面处理—包膜是非常重要的工艺过程。

钛白粉的表面处理也称为后处理是由一个完整的系统实现的。

它包括前粉碎、分散、湿磨、分级、包膜、水洗、干燥、粉碎和包装等多道工序。

钛白粉的表面处理工艺流程如图所示。

从工艺流程可以清晰看出，硫酸法和氯化法后处理的工艺过程基本上是一样的。

其区别是在于相同工艺过程中的控制（操作）参数有所不同而已。

浅谈二氧化钛后处理及设备（一）二氧化钛的制浆、分散、湿磨和分级用氯化法氧化工序的半成品粒度已经很细，不需要进行前粉碎。

硫酸法经回转窑煅烧后的产品首先要经过磨细才能充分发挥湿磨机的作用。

国内几家大的硫酸法钛白粉厂前粉碎基本上都是采用雷蒙磨来实现的（见表1）。

表1 雷蒙磨的具体设备情况公司名称型号来源核工业部华原公司雷蒙磨R5M从德国进口攀渝钛业雷蒙磨R5M —裕兴钛白粉厂雷蒙磨R5M —河南漯河4R、5R雷蒙磨国产国产的雷蒙磨在质量和使用寿命上远远赶不上进口雷蒙磨，其使用10年以上仍然完好。

配备有自动控制的DCS控制系统，以提高研磨效率。

磨细的物料通常由螺旋计量器加到制浆罐中。

制浆用脱盐水作稀释剂，进行充分搅拌，固相浓度（质量）25%-30％。

制浆的同时加人分散剂，调整pH 值至9-12可达到最佳分散效果。

此时要求体积电阻率不低于20000Ω·cm,若有可能可用黏度计检测，到黏度最低时为最好，以便湿磨效果充分发挥。

浅谈钛白粉的表面处理技术及在色母粒中的运用摘要钛白粉（二氧化钛）是最重要的白色颜料之一，广泛应用在涂料、塑料、造纸、油墨与合成纤维等领域中。

塑料作为钛白粉的第二大用户，除了利用它的高遮盖力、高着色力及其他颜料性能之外，它还能提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性。

但是，未经表面处理的钛白粉含有大量的表面羟基，具有强极性，易团聚，影响其在应用体系中的分散，最终影响塑料制品的质量。

只有在充分分散之后，才能达到最佳的使用效果。

关键词钛白粉；表面处理；色母粒前言目前，钛白行业通常采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等对钛白粉进行表面处理，偶联剂含有两个不同性质的基团，一个是亲水基团，与无机物有较好的相容性；另一个是亲油的有机基团，与有机物具有较好的相容性，从而达到提高钛白粉的亲油性。

但是在这种处理方法下，钛白粉与偶联剂之间作用力不强，并且混合的均匀性差，不能充分发挥偶联剂的作用。

本研究通过偶联剂的水解基團水解，水解后的一端可与钛白粉的表面羟基进行缩合反应，使偶联剂与钛白粉之间形成分子键作用力，大大改善钛白粉与有机物之间的界面作用。

此种方法处理后的钛白粉与塑料之间的相容性更好，分散性能和着色力得到有效提高。

1 色母粒的组成1.1 着色剂色母粒最主要的组成部分。

聚烯烃等色母粒采用的着色剂是颜料，根据用途不同选择各种不同性能颜料。

工程塑料用色母粒可采用溶剂染料、部分高级有机颜料和部分耐高温的无机颜料。

一般来说染料不可用于聚烯烃着色，否则会引起严重迁移。

1.2 分散剂主要对颜料表面进行润湿，有利于颜料进一步分散，并稳定在树脂中。

同时它必须与树脂相容性好，不影响着色产品品质。

聚烯烃色母粒分散剂一般采用低分子量聚乙烯蜡或硬脂酸锌等。

工程塑料色母粒分散剂一般采用有极性低分子量聚乙烯蜡、硬脂酸镁、硬脂酸钙等。

1.3 载体树脂使颜料均匀分布并使色母粒呈颗粒状。

选择载体需考虑与被着色树脂的相容性，还要考虑色母粒应有良好分散性。

因此载体的流动性应大于被着色树脂，同时被着色后不影响产品质量。

二氧化钛高级功能来源:世界化工网全文请访问:/睡过站了尽管钛白是白色颜料中的佼佼者,但为适应社会发展,科技进步和消费领域多样化的需要,不断改进产品质量,开发高级功能,高附加价值产品,仍然非常必要.目前制备高功能二氧化钛的主要手段有表面处理技术和超细化技术.1.表面处理技术二氧化钛的表面处理是钛白粉生产,特别是高档钛白粉生产不可缺少的工艺过程.不论采用硫酸法还是氯化法生产,也不论是锐钛型还是金红石型产品,表面处理方法都基本相同.许多文献认为,二氧化钛粒子表面在紫外线照射下,有形成OH基的反应,而这种OH基具有使其接触的有机高分子化合物发生氧化或者降解的能力,即光化学活性.因此具有加速高分子漆膜的变色,失光和粉化.而且在紫外线和水的存在下,催化作用更为明显.二氧化钛经过表面处理后,除了可以降低其表面的光化学活性和提高钛白粉用于油漆的分散性,耐候性和原始光泽遮盖力外,还可以通过表面处理产生其他功能,如亲油性,消光性,光敏性等.表面处理技术是一门综合许多学科,内容十分丰富的新兴技术.对样儿华泰的表面处理可能使用的方法很多,主要分为物理方法和化学方法两大类.由于物理改性方法目前仍存在能耗高,设备复杂,故难以推广.在工业上广泛应用的是化学改性方法.(1)水溶液沉积干燥法此法收拾目前钛白颜料表面处理采用的最多的方法,即利用无机物的水解反应在二氧化钛表面生成一层无机物包膜.通常是沉积一层金属氧化物或含水金属氧化物,以降低其光化学行,提高耐候性.包膜厚度为40~100A,并在150~160℃下干燥处理,钛白的常用无机包膜的特点,用途,组成,见下表研究表明:用Al2O3包膜可以增加钛白表面的正电荷,并提高其亲油性;用SiO2处理可抑制Al2O3处理的效果,增加耐候性;采用致密包膜,不仅能提高TiO2的耐候性,而且可明显降低其吸油值;由致密Al2O3和水合氧化铝复合包膜的金红石型钛白,具有优良的粉化性,高光泽和优异的分散性;其他,如化纤消光用钛白,怎常用的处理剂有锰,锆,钼的化合物,也有用硅,铝,锰复合包膜的.复合包膜工艺有很多方法,如不同出处理剂种类,不同配比量和不同使用条件;有经滤出和干燥后在进行第二次包膜的;还有在第一次混合包膜后,经一次高温煅烧,在进行第二次包膜的等等.表面包膜处理,除要重视处理的工艺技术外,对表面处理剂的要求非常严格,尤其纯度很重要,如铁离子的含量绝对要控制在40mg/kg以下,否则将影响钛白的白度.(2)表面活性剂法该法是用阳离子或阴离子型表面活性剂处理钛白,在其表面形成碳氢链向外伸展的包覆层.例如,用水合氧化铝包覆的钛白,由于在水分散体系中粒子表面呈正电性,若在其中加入阴离子表面活性剂,尤其是能与粒子表面的铝形成不溶性盐的表面活性剂,可是钛白表面亲油化.(3)偶联法即用钛或硅系列的偶联剂对钛白进行处理,将钛白由亲水白面转变成亲油表面的方法,通过处理不仅可以改善分散体系的分散性和稳定性,而且可以提高钛白颜料的白度和遮盖力.(4)聚合物包膜法即用聚合物或聚合物单体对钛白表面进行处理,在钛白表面形成包膜的处理方法.有聚合物包膜处理的钛白的方法可分为两类:一类是钛白表面吸附单体并使其发生聚合;另一列是将聚合物溶解在适当溶剂中,当钛白加入后聚合物逐渐被吸附在钛白粒子表面,排除溶剂后形成包膜.这样的包膜一般可改善分散性和光学性质.(5)表面反应法即利用某些化学物质与钛白表面的活性基团进行反应的方法.最常采用的是钛白表面羟基的反应,一般同构酯化,胺化,卤化记忆环氧化等反应来达到表面改性的目的.醇与钛白表面羟基反应形成酯.经醇处理过的钛白,不仅表面亲油性明显增强,而且由于表面酸的强度和数量降低,有利于提高钛白用于聚氯乙烯形成的复合材料的稳定性.与醇相似,采用4个碳以上的直链烷基胺处理时,可有效的中和钛白表面的酸性点,呈现疏水,亲油的特性.(6)化学沉析法利用等离子体的化学沉析,或在常压(或减压)加热调节键下,将金属卤化物,烷氧化物等化学沉析在钛白表面上成为化学沉析法.此法不仅能达到一般的改性目的,而且由于此法可使钛白表面形成无定形的特殊薄薄膜层,因此还可能使钛白表面产生光,电,磁等功能.由此表明,采用化学沉析法使钛白开发成为功能材料,具有更加重要的开发意义.2.超微细化技术目前超微细化技术用于二氧化钛主要分为液相法和气相法两类.希望得到高纯度并且无定形状制品时,应选用容易精制,能够促进金红石结晶化,不含氯离子的醇盐类原料.采用液相法工艺,可以制的粒径均匀,一次粒子直径为100~1000A，呈单分散状态的微粒子。

二氧化钛的表面处理二氧化钛的表面处理0 前言二氧化钛(俗称钛白粉)广泛应用于涂料、油漆、塑料、造纸、化妆品及医药工业中。

其中，涂料和油漆领域所占比重最大。

尽管在过去30年间，涂料和油漆消耗的二氧化钛量在总消耗量中的份额，由60％~62％下降到55％一58％，这主要是由于塑料制品等工业领域中二氧化钛用量增长更迅速。

为适应市场需求，钛白工业试图开发有尽可能多的适合各种用途的标准钛白。

但是，这必然会在开发阶段产生一个问题，即决定以什么性能作为主导的问题：是以光学性能为主导，还是光泽促进性为主导，还是以分散性或耐候性为主导的问题。

开发新一代通用型钛白的目的，就是将钛白优异的光学性能、高光泽和很好的分散性、耐候性在一种钛白产品中表现出来，使旧有的标准钛白升格为真正的多用途钛白，大量减少供应商库存积压，是一项具有相当意义的挑战。

二氧化钛颜料在白色颜料中的折光指数是最高的，具有优异的光散射能力、高消色力和遮盖力等性能。

钛白粉分为金红石型和锐钛型两种晶型，其主要区别在于晶格结构、折光指数、密度和对UV光的稳定性。

金红石型钛白粉的折光指数、稳定性、耐光性和遮盖性等均优于锐钛型，它在分散体系(聚合物)中的光散射性比锐钛型高20％左右。

但是二氧化钛也存在着与生俱来的缺陷，其中最突出的是光化学活性。

二氧化钛在有水分的情况下经目光照射(主要是近紫外光谱域)，其晶格上的氧离子会失去两个电子变为氧原子，这种新生态氧具有极强的活性，造成涂膜中的有机物质氧化，使高分子有机物逐渐发生断链、降解，最终使涂膜粉化、失光、泛黄、变色，导致耐候性降低。

其次，无论是通过硫酸法的水解和煅烧工艺还是氯化法气相氧化工艺生产出来的二氧化钛都存在着一些品格缺陷，即肖特基缺陷，其粒子表面上存存着许多光活化点，在一些微量杂质如10-6～10-3的Fe、Cr、V 等存在的情况下，会加速其光化学反应，从而引发自由基键反应破坏涂膜等有机介质。

另外，二氧化钛本质上是亲水憎油性物质，表面带负电荷，在有机介质中的分散性很差，会使涂料产生浮色、发花、絮凝和沉淀，这就给它在漆料中的应用造成很大困难。

专利名称：一种新型二氧化钛颜料的制备方法专利类型：发明专利
发明人：廖向阳,王玲,张大为
申请号：CN201710449323.2
申请日：20170614
公开号：CN107244696A
公开日：
20171013
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种新型二氧化钛颜料的制备方法。

本发明的制备方法，在包含惰性气体气体中，将二氧化钛颗粒加热至900～1300℃下保持约7～24小时以形成经热处理后的二氧化钛颜料，与使用常规方法制备的二氧化钛颜料相比，所述颜料在惰性气体气氛中加热的二氧化钛颜料比使用常规方法制备的二氧化钛颜料明显具有更加良好的磨损性。

申请人：江苏特丰新材料科技有限公司
地址：212009 江苏省镇江市新区丁卯经十五路99号国家大学科技园C19幢1楼
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。