一種金紅石型造紙專用鈦白粉的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于專用鈦白粉的制備方法，特別是一種造紙專用鈦白粉的制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著人們生活水平的提高，對裝飾用紙、廣告用紙、印刷用紙的需求量快速增加， 對鈦白粉的需求也隨之高速成長，造紙用鈦白粉已經成為鈦白粉在涂料、塑料用途之外的 最大應用領域，因為在白色顏料中，鈦白粉具有白度高、消色力高、遮蓋力強、折射率高、物 化性能穩定等優點，用于造紙可以改進紙張的物理機械性能，提高紙張的不透明度，增加平 滑度、白度和彈性，減少吸濕性和提高印刷性。因而鈦白粉被廣泛用于制造薄而輕的鈔票 紙、航空紙、畫報紙、復印紙、廣告用紙和地板層壓紙等。
[0003] 目前，銳鈦型鈦白粉和金紅石型鈦白粉都有用于造紙工業，相對而言，金紅石型鈦 白粉的耐光性和化學穩定性要好些，因此，從長遠講，金紅石型鈦白粉會成為主流和趨勢， 造紙用的鈦白粉除了通用鈦白粉要求的顆粒細小均勻、消色力好、白度高、化學性能穩定、 難溶于水外，造紙用鈦白粉還有特別要求的功能指標：高分散性、高駐留率、高耐光性等，這 些應用指標必須通過包膜來解決。
[0004] 專利200710191023中采用的是鋯鋁包覆，二者均是以氧化物的形式包覆在二氧 化鈦表面的，再加入磷的化合物后，難以形成高耐光性的磷酸鋯，所以其耐光性稍差。
[0005] 專利20130723253中采用的是硅鋁包覆，鋁鹽包覆時采用的是先加硫酸鋁，再加 稀堿液的方式，這種方式得到的鋁膜較疏松，致密性較差，從而導致鈦白粉的耐光性差。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是造紙用鈦白粉分散性、駐留率、耐光性三者不能同時 兼顧的問題。
[0007] 為了達到上述目的，本發明的技術方案是： 一種金紅石型造紙專用鈦白粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 對煅燒合格的硫酸法鈦白粉的落窯品進行砂磨，然后將砂磨粒徑合格的料漿導入包 膜罐中，控制料漿濃度以Ti02計為250-350g/L，同時升溫至70-75°C ; 2) 用稀硫酸調節料漿pH調為2. 0-3. 0 ; 3) 加入磷酸溶液濃度為250-300g/L，加入量以P205計，占 Ti02總量的1. 0-5. Owt% ; 4) 加入鋁鹽溶液調節pH至6. 0-7. 5，保持在這個pH下熟化60min ; 5) 加入計量好的鋁鹽溶液及相應的中和試劑，保持料漿的pH為5. 0-6. 5,加完后，熟化 2h ； 6) 三洗、閃蒸、汽粉得到成品。
[0008] 進一步，在汽粉時加入一定量的硝酸鹽溶液，所述硝酸鹽溶液為硝酸鉀、硝酸鈉、 硝酸鋁溶液的一種或幾種，濃度為300-600 g/L，所加的硝酸鹽，以溶質計，占 Ti02總量的 0. 5~2, 0%〇
[0009] 進一步，步驟3)加入磷酸溶液后均化20min。
[0010] 進一步，所述鋁鹽溶液為偏鋁酸鈉溶液，濃度150-170g/L，以A120 3計，占 Ti02總量 的 1. 0-5. 0%。
[0011] 進一步，所述中和試劑為稀硫酸溶液，濃度為250_300g/L。
[0012] 與現有技術相比，本發明有以下技術進步： 1、 磷酸鋁具有耐高溫、耐光、化學性能穩定等優點，用磷酸鋁包覆在二氧化鈦表面，可 以提商欽白粉的耐光性和殼度，從而提商紙張的耐光性； 2、 氧化鋁包覆采用鋁鹽和中和劑并行的方法，可以使氧化鋁均勻的沉淀在二氧化鈦表 面，且形成納米級的勃姆石晶型氧化鋁，從而提高鈦白粉的分散性和在造紙應用中的駐留 率； 3、 在汽粉過程中加入硝酸鹽，可以提高鈦白粉的耐光性，因為Ti02中的Ti受光照激發 由+4價還原為+3價，NO 3具有強氧化性，可以將Ti由+3價氧化為+4價，因而避免了 Ti02 由于光照造成的晶格缺陷，從而提商欽白粉的耐光性。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合實施例對本發明進行進一步說明。
[0014] 實施例1 對煅燒合格的硫酸法鈦白粉的落窯品進行砂磨，然后將砂磨粒徑d5。達到合格的料漿 導入包膜罐中，控制料漿濃度為250g/L (以Ti02計)，同時升溫至70°C ;用稀硫酸調節料漿 pH調為2. 0 ;接著加入1. 0%的磷酸溶液，均化20min ;再加入偏鋁酸鈉溶液調節pH至6. 0， 保持在這個pH下熟化60min ;最后加入5. 0% (以A1203計）偏錯酸納洛液，冋時加入f布硫酸 溶液，保持料漿的pH為5. 0,加完后，熟化2h ;包膜完成后進行三洗、閃蒸、汽粉。在汽粉時 加入0. 5%硝酸鈉溶液，得到成品鈦白粉。
[0015] 實施例2 對煅燒合格的硫酸法鈦白粉的落窯品進行砂磨，然后將砂磨粒徑D5。達到合格的料漿 導入包膜罐中，控制料漿濃度為270g/L (以Ti02計)，同時升溫至70°C ;用稀硫酸調節料漿 pH調為2. 0 ;接著加入2. 0%的磷酸溶液，均化20min ;再加入偏鋁酸鈉溶液調節pH至6. 5， 保持在這個pH下熟化60min ;最后加入3. 0% (以A1203計）偏錯酸納洛液，冋時加入f布硫酸 溶液，保持料漿的pH為5. 5,加完后，熟化2h ;包膜完成后進行三洗、閃蒸、汽粉。在汽粉時 加入2. 0%硝酸鈉溶液，得到成品鈦白粉。
[0016] 實施例3 對煅燒合格的硫酸法鈦白粉的落窯品進行砂磨，然后將砂磨粒徑D5。達到合格的料漿 導入包膜罐中，控制料漿濃度為300g/L (以Ti02計)，同時升溫至70°C ;用稀硫酸調節料漿 pH調為2. 5 ;接著加入3. 5%的磷酸溶液，均化20min ;再加入偏鋁酸鈉溶液調節pH至7. 0， 保持在這個pH下熟化60min ;最后加入2. 0% (以A1203計）偏錯酸納洛液，冋時加入f布硫酸 溶液，保持料漿的pH為6. 0,加完后，熟化2h ;包膜完成后進行三洗、閃蒸、汽粉。在汽粉時 加入1. 0%硝酸鉀溶液，得到成品鈦白粉。
[0017] 實施例4 對煅燒合格的硫酸法鈦白粉的落窯品進行砂磨，然后將砂磨粒徑D50達到合格的料漿 導入包膜罐中，控制料漿濃度為320g/L (以Ti02計)，同時升溫至70°C ;用稀硫酸調節料漿 pH調為3. 0 ;接著加入5. 0%的磷酸溶液，均化20min ;再加入偏鋁酸鈉溶液調節pH至7. 5， 保持在這個pH下熟化60min ;最后加入1. 0% (以A1203計）偏錯酸納洛液，冋時加入f布硫酸 溶液，保持料漿的pH為6. 5,加完后，熟化2h ;包膜完成后進行三洗、閃蒸、汽粉。在汽粉時 加入1. 0%硝酸鋁溶液，得到成品鈦白粉。
[0018] 對比例： 將專利200710191023的實施例三作為對比例。具體方法為：取分散好的濃度約為 300g/L左右的漿料，加入硫酸調節pH值至3,升溫至70°C，加入占鈦白粉0. 5%(以Zr02計） 的硫酸氧鋯溶液，然后緩慢加入氫氧化鈉溶液調節漿料pH至8. 5,熟化30分鐘，再加入占 鈦白粉2% (以P205計)的六偏磷酸鈉溶液，攪拌熟化20分鐘，重新調節漿料pH值至9. 5,升 高漿料溫度至80°C，同時加入占鈦白粉6% (以A1203計）的鋁酸鈉溶液和稀硫酸，保存漿料 pH值為9. 5-10,加完后熟化30分鐘，調節pH值至7,過濾、洗滌、干燥和粉碎。得到所需的 欽白粉。
[0019] 測試方法： 取4g成品鈦白粉和300g紙漿與400mL水高速攪拌混合后，進行過濾抄紙，將紙張烘 干，置于恒重的坩堝中灼燒，測量灰分后計算駐留率。實施例1-4以及對比例的駐留率如 下：
將抄好的紙張放入紫外加速老化儀，在溫度為70°C的條件下加速老化5小時，測定紙 張的顏色變化ΔΕ來衡量紙張的耐光性，Λ E小，耐光性好。實施例1-4以及對比例的Λ E 數據如下：
從以上檢測可知：使用本發明表面處理方法，可以得到高分散、高駐留、高耐光的造紙 專用鈦白粉。
【主權項】
1. 一種金紅石型造紙專用鈦白粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 對煅燒合格的硫酸法鈦白粉的落窯品進行砂磨，然后將砂磨粒徑合格的料漿導入包 膜罐中，控制料漿濃度以Ti02計為250-350g/L，同時升溫至70-75°C ; 2) 用稀硫酸調節料漿pH調為2. 0-3. 0 ; 3) 加入磷酸溶液濃度為250-300g/L，加入量以P205計，占 Ti02總量的1. 0-5. Owt% ; 4) 加入鋁鹽溶液調節pH至6. 0-7. 5，保持在這個pH下熟化60min ; 5) 加入計量好的鋁鹽溶液及相應的中和試劑，保持料漿的pH為5. 0-6. 5,加完后，熟化 2h ； 6) 三洗、閃蒸、汽粉得到成品。2. 根據權利要求1所述的一種金紅石型造紙專用鈦白粉的制備方法，其特征在于，在 汽粉時加入一定量的硝酸鹽溶液，所述硝酸鹽溶液為硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鋁溶液的一種或 幾種，濃度為300-600 g/L，所加的硝酸鹽，以溶質計，占 Ti02總量的0. 5-2. 0%。3. 根據權利要求1所述的一種金紅石型造紙專用鈦白粉的制備方法，其特征在于，步 驟3)加入磷酸溶液后均化20min。4. 根據權利要求1所述的一種金紅石型造紙專用鈦白粉的制備方法，其特征在于，所 述鋁鹽溶液為偏鋁酸鈉溶液，濃度150-170g/L，以A1 203計，占 Ti02總量的1. 0-5. 0%。5. 根據權利要求1所述的中和試劑，其特征在于，所述中和試劑為稀硫酸溶液，濃度為 250-300g/L。
【專利摘要】本發明公開了一種金紅石型造紙專用鈦白粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1）對煅燒合格的硫酸法鈦白粉的落窯品進行砂磨，然后將砂磨粒徑合格的料漿導入包膜罐中，控制料漿濃度以TiO2計為250-350g/L，同時升溫至70-75℃；2）用稀硫酸調節料漿pH調為2.0-3.0；3）加入磷酸溶液濃度為250-300g/L，加入量以P2O5計，占TiO2總量的1.0-5.0wt%；4）加入鋁鹽溶液調節pH至6.0-7.5，保持在這個pH下熟化60min；5）加入計量好的鋁鹽溶液及相應的中和試劑，保持料漿的pH為5.0-6.5，加完后，熟化2h；6）三洗、閃蒸、汽粉得到成品。
【IPC分類】C09C3/06, C09C1/36, C09C3/04
【公開號】CN105504885
【申請號】CN201410502103
【發明人】吳彭森, 陳建立, 豆君, 于文軍, 張新波, 卜冬, 李瑞瑞, 王歡歡
【申請人】河南佰利聯化學股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月26日