[发明专利]一种单分散二氧化钛浆料的制备方法

说明书

本发明涉及粉体分散技术领域，公开了一种单分散二氧化钛浆料的制备方法，包括以下步骤：S1、将二氧化钛配置成浆料，之后添加分散剂，混合均匀，得到分散物料；S2、将撞击球与分散物料混合；S3、将装有撞击球和分散物料的容器放置于液相剪切‑撞击分散机上进行研磨，得到单分散二氧化钛浆料。本发明提供的一种单分散二氧化钛浆料的制备方法，能够有效提高二氧化钛颗粒的分散性和分散稳定性；同时保证了在二氧化钛后续的包膜改性过程中，每个颗粒表面都可以包覆有完整的膜层。本发明成本低，操作简单，可实施性强，有效提高了二氧化钛的应用性能。

技术领域

本发明公开了一种单分散二氧化钛浆料的制备方法，属于粉体分散技术领域。

背景技术

二氧化钛是一种无毒、高白度和亮度的微细状粉末，具有块状材料不具备的表面界面效应、体积效应和量子尺寸效应等，从而具有优异的光学、磁学和电学等性能，成为涂料工业最重要的无机白色颜料。将二氧化钛颗粒分散到涂料中，不仅可以起到屏蔽紫外辐射的作用，而且由于其比表面积大，在涂料中可以形成稳定的网状结构，可以起到增强材料机械强度和光洁度的作用。

在涂料工业领域，产品的性能与超细粉体的分散程度有着十分重要的关系，由于二氧化钛粒度小，比表面积大，表面能高，处于热力学不稳定状态，颗粒之间容易自身相互团聚，且二氧化钛表面不可避免会吸附周围环境中的杂质，这些都会严重影响二氧化钛的分散性。而二氧化钛的分散状态一方面会影响到其在漆膜中的紫外屏蔽性能，另一方面会对其表面包膜改性产生直接的影响，且表面包膜改性通常在水溶液中进行，所以只有实现二氧化钛浆料的单分散，才能保证在后序包膜过程中在每个二氧化钛颗粒表面都包覆有均匀的膜层。

粉体颗粒在水溶液中的分散方法主要有湿法研磨、超声分散和球磨等，而湿法研磨能够精确控制浆料的浓度、温度、pH、装珠量等，从而成为分散钛白粉团聚颗粒最有效的分散手段。李朝阳等人以卧式砂磨机为超细研磨设备，采用湿法研磨，探讨了研磨介质填充率、磨机转速、矿浆中粉体含量、助磨剂添加量和研磨时间对金红石型二氧化钛超细研磨效果的影响，发现湿法研磨后二氧化钛的二次粒径明显减小。陈新红等利用打浆分散和砂磨相结合的分散技术，研究了分散剂的种类和添加量、砂磨介质、砂磨时间对二氧化钛粒度的影响，发现“分散-研磨”后颗粒粒径分布变窄，大小更加均匀。然而以上工作没有充分考虑分散条件如助磨剂和分散剂的种类对后序二氧化钛表面改性的影响。为了解决上述问题，本发明从二氧化钛后续表面包膜改性的角度出发，消除分散条件对包膜改性的影响，且使得二氧化钛在长时间内可以保持良好的分散稳定性。

发明内容

针对上述问题，本发明从二氧化钛后续表面包膜改性的角度出发，通过设计研磨过程中的工艺参数，达到二氧化钛浆料单分散的目的，从而提高二氧化钛颗粒的分散性及分散稳定性。

本发明解决的技术问题是提供一种单分散二氧化钛浆料的制备方法。通过该方法，可以有效打破二氧化钛团聚体之间的内聚力，使其呈单分散。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种单分散二氧化钛浆料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将二氧化钛配置成浆料，之后添加分散剂，混合均匀，得到分散物料；

S2、将撞击球与分散物料混合；

S3、将装有撞击球和分散物料的容器放置于液相剪切-撞击分散机上进行研磨，得到单分散二氧化钛浆料。

本发明中，所述分散剂为1mol/L的硅酸钠溶液，所述分散剂的用量为使二氧化钛浆料得pH为8.5-11。

本发明中，所述撞击球材质为氧化锆，撞击球的粒径为0.2-1.2mm，撞击球与二氧化钛浆料的质量比为2-6：1。

本发明中，所述液相剪切-撞击分散机的剪切头的直径为6cm，剪切转速为2000-5000r/min，研磨时间为30-80min。