[发明专利]塑料型材专用二氧化钛制备方法

权利要求书

1.一种塑料型材专用型二氧化钛的制备方法，其特征在于：所述的制备方法具体包括如下步骤：

（1）将工业钛白粉置于粉碎-筛分装置中进行多级粉碎、筛分处理；

（2）将粉碎筛分后的二氧化钛加入流化床中，通入流化床气体，调节气流流量2.0-3.0m³/h，使二氧化钛处于悬浮状态，控制温度在220-250℃下，喷入正硅酸丁酯，形成SiO₂包覆的初级改性二氧化钛；

（3）调整流化床温度于110-140℃下， 喷入阳离子单体溶液，进行阳离子表面改性；

（4）步骤（3）完成后，流化床降温，在60-80℃下，向流化床中喷入有机单体和紫外助剂，开启紫外光照射，反应0.5-1h，即得改性二氧化钛；

（5）经步骤（4）处理后的二氧化钛分散处理20-30min后，在引风机的作用下，经旋风分离器收集产品至物料收集仓，过细的粉体通过布袋除尘器收集返回至物料收集仓，即得塑料型材专用二氧化钛。

2.根据权利要求1所述的一种塑料型材专用型二氧化钛的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的阳离子单体为单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯其中的任一种。

3.根据权利要求1所述的一种塑料型材专用型二氧化钛的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的有机单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基羧酸酯、α-甲基丙烯酸中一种或其组合。

4.根据权利要求3所述的一种塑料型材专用型二氧化钛的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的有机单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基羧酸酯三者的混合，其重量比为1:1:1。

5.根据权利要求1所述的一种塑料型材专用型二氧化钛的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述的紫外助剂为甲基乙烯基酮、苯甲酸二甲氨基乙酯、二苯甲酮、N’N-二甲基乙醇胺、N’N-二乙基乙醇胺任一种。

6.一种如权利要求1-5任一项所述制备方法制备塑料型材专用二氧化钛的生产装置，其特征在于：所述的生产装置包括：

粉碎-筛分装置（1），用于对工业钛白粉进行研磨和筛分；

流化床系统（2），包括流化床进料口（202）和流化床出料口（204），所述流化床进料口（202）与粉碎-筛分装置（1）的出料管连接，所述流化床出料口（204）与旋风分离器（3）连接；

旋风分离器（3），分别与流化床出料口（204）、物料收集仓（4）、布袋除尘器（5）连接；以及引风机（6）。

7.根据权利要求6所述的生产装置，其特征在于：所述流化床系统（2）依次包括空压机（210）、加热器（211）、流化床反应器（201）、物料储罐（215）、液相储罐（205）、其中所述的物料储罐（215）、液相储罐（205）分别通过进料管和进液管与流化床反应器（201）相连，用于输送固体物料和液体物料；所述的空压机（210）通过第三气路管道与加热器（211）相连，所述的加热器（211）通过第二气路管道与流化床反应器（201）底部连接，所述的流化床系统（2）还包括中央处理器（213）。

8.根据权利要求7所述的生产装置，其特征在于：所述流化床反应器（201）内部具有空腔结构，在流化床反应器（201）的腔体下部设置有流化床板（203），在流化床反应器（301）的侧壁上位于流化床板（203）上方设置有流化床进料口（202）和流化床出料口（204），在流化床反应器（201）的腔体内部设置有至少一个紫外灯（206）。

9.根据权利要求8所述的生产装置，其特征在于：流化床系统（2）的控制过程包括以下步骤：

A、开启流化床系统，由流化床进料口(202)添加经过粉碎筛分处理后的二氧化钛，打开第一气体控制阀(2021)通入流化床气体，使物料处于悬浮状态，同时中央控制器(213)打开空气加热器211，对流化床气体进行加热；

B、通过温度检测器(214)检测流化床反应器(201）内部的温度，当达到220-250℃时，中央控制器(213)开启流化床进液阀(2051)，处于液相储罐的正硅酸丁酯溶液，经汽化处理之后，通过雾化喷嘴(2052)向流化床反应器(201)内部喷洒，对物料进行SiO₂包覆处理，即得初级改性二氧化钛；

C、初级改性完成后，中央控制器(213)关闭空气加热器(211)，当流化床反应器(201)内部温度降至110-140℃后，中央控制器(213)再次开启空气加热器(211)，使流化床反应器(201)内部温度维持在110-140℃之间，中央控制器(213)开启流化床进液阀(2051)，通过雾化喷嘴(2052)向流化床反应器(201)内部喷入阳离子单体溶液；

D、步骤C完成后，中央控制器(213)关闭空气加热器(211)，当流化床反应器(201)内部温度降至60-80℃后，中央控制器(213)再次开启空气加热器(211)，使流化床反应器(201)内部温度维持在60-80℃之间，中央控制器(213)开启流化床进液阀(2051)，通过雾化喷嘴(2052)向流化床反应器(201)内部喷入甲基丙烯酸甲酯；

E、待甲基丙烯酸甲酯与物料通过流化床气体混合均匀后，向流化床反应器(201)内部喷入紫外助剂，中央控制器开启紫外灯(206)，进行紫外固化处理0.5-1h后，即得改性二氧化钛；分散处理20-30min，通过流化床出料口(204）排出流化床反应器(201)。