一种钛白粉高效分散剂及其制备方法与流程

2021-02-02 18:02:07|

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本发明属于钛白粉生产领域，具体涉及一种钛白粉高效分散剂及其制备方法。
背景技术：
：随着我国经济的不断发展，对钛白粉的需求不断增加，我国钛白粉的产能约占世界的30％，是世界上最大的钛白粉生产国，同时我国也是世界最大的钛白粉消费国，以绝对的优势领跑世界钛白粉行业；在环境日益关注的今天，水性环保涂料倍受人们的青睐，钛白粉作为一种优质的白色颜料，广泛的应用于涂料行业，水分散性是钛白粉在水性涂料行业中一个很重要的应用性能指标，它的优劣直接影响涂料的遮盖力、分散性、耐候性、光泽度等颜料性能；由于这些粒子表面的分子数和颗粒内部相比占有相当大的比例，裸露在颗粒表面的分子处于力场的不均匀之中，颜料粒子表面存在很高的能量，它本身处于不稳定状态，这使得它比一般固体具有更大的表面自由能，会凝聚成二次颗粒或者三次颗粒的倾向，未经充分打浆分散、湿磨、分级，所实现的钛白粉包膜往往不是均匀包覆在每一个颗粒的表面，形成的膜就会在粗颗粒、二次颗粒或三次颗粒的表面，当经过气流粉碎时，被包覆的粒子会进一步破碎或者解聚，此时的产品实际是一种表面没有完全包覆的状态，影响产品的性能。传统的分散剂一般采用单一的磷酸盐类分散剂，以达到湿磨二氧化钛的浆液浓度控制在600-1000g/l，但在实际生产过程中，由于所用的分散剂分散效果不理想，浆液浓度最高到600g/l，浆的粘度就已经很大，无法继续增加浓度了，使得砂磨机进料困难，分散效果下降。技术实现要素：本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提出了一种钛白粉高效分散剂，按重量份计包括：六偏磷酸钠45-85份、异丙醇胺15-35份、聚羧酸盐分散剂13-20份、1,2-丙二醇5-8份和聚乙烯吡咯烷酮2-6份。优选地，所述的聚羧酸盐分散剂的制备方法如下：(1)将25-35份二甲基二烯丙基氯化铵、12-16份马来酸酐和35-50份水分别加入反应釜内，升温至45-60℃溶解；(2)将14-28份烯丙基磺酸钠溶解在26-38份水中，将0.2-0.4份引发剂溶解在10-15份水中，将反应釜升温至60-75℃，将烯丙基磺酸钠溶液和引发剂溶液分别滴加入反应釜中，滴加时间为2-2.5h，保温3-5h，反应结束，加入中和剂将溶液ph中和至6-7，得到所述的聚羧酸盐分散剂。优选地，按重量份计包括：六偏磷酸钠55份、异丙醇胺22份、聚羧酸盐分散剂18份、1,2-丙二醇7份和聚乙烯吡咯烷酮2份。优选地，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸铵-亚硫酸氢钠。优选地，所述的中和剂为质量浓度为20-35％的氢氧化钠水溶液。一种钛白粉高效分散剂的制备方法，按照如下步骤制备：向反应釜中加入一定量的水、按重量份数再加入六偏磷酸钠、异丙醇胺和1,2-丙二醇，400-600rpm搅拌5-10min，再加入聚羧酸盐分散剂，继续搅拌10-15min，最后补加水到规定的浓度，继续搅拌25-35min制得。有益效果：本发明在钛白粉分散剂中添加聚羧酸盐分散剂，聚羧酸盐分散剂具有较强的空间稳定作用，聚羧酸盐分散剂与单锚固基团的小分子分散剂相比，高分子分散剂具有多个锚固点，可以在相对较低质量的分散剂条件下，达到较大的吸附量；在高分子分散剂中引入二甲基二烯丙基氯化铵，将其与烯丙基磺酸钠和马来酸酐共聚，在聚合物中引入季铵基基团，因而具有极强的极性，可通过范德华力、氢键、离子键等作用锚固在颗粒表面，颗粒之间可以产生静电排斥力，阻碍彼此的靠近，因而也具有较好的降粘效果，湿磨前打浆分散，浆料浓度可以达到1600g/l，浆液流动性好。具体实施方式为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。实施例1一种钛白粉高效分散剂，其特征在于，按重量份计包括：六偏磷酸钠55份、异丙醇胺22份、聚羧酸盐分散剂18份、1,2-丙二醇7份和聚乙烯吡咯烷酮2份。一种钛白粉高效分散剂的制备方法，按照如下步骤制备：向反应釜中加入一定量的水、按重量份数再加入六偏磷酸钠、异丙醇胺和1,2-丙二醇，400-600rpm搅拌5-10min，再加入聚羧酸盐分散剂，继续搅拌10-15min，最后补加水到规定的浓度，继续搅拌25-35min制得。其中，所述的聚羧酸盐分散剂的制备方法如下：(1)将28份二甲基二烯丙基氯化铵、12份马来酸酐和36份水分别加入反应釜内，升温至55℃溶解；(2)将16份烯丙基磺酸钠溶解在35份水中，将0.35份引发剂过硫酸铵溶解在13份水中，将反应釜升温至65℃，将烯丙基磺酸钠溶液和引发剂溶液分别滴加入反应釜中，滴加时间为2h，保温4.5h，反应结束，加入中和剂将溶液ph中和至6-7，得到所述的聚羧酸盐分散剂。实施例2一种钛白粉高效分散剂，其特征在于，按重量份计包括：六偏磷酸钠64份、异丙醇胺33份、聚羧酸盐分散剂14份、1,2-丙二醇7份和聚乙烯吡咯烷酮5份。一种钛白粉高效分散剂的制备方法，按照如下步骤制备：向反应釜中加入一定量的水、按重量份数再加入六偏磷酸钠、异丙醇胺和1,2-丙二醇，400-600rpm搅拌5-10min，再加入聚羧酸盐分散剂，继续搅拌10-15min，最后补加水到规定的浓度，继续搅拌25-35min制得。其中，所述的聚羧酸盐分散剂的制备方法如下：(1)将25-35份二甲基二烯丙基氯化铵、12-16份马来酸酐和35-50份水分别加入反应釜内，升温至45-60℃溶解；(2)将28-14份烯丙基磺酸钠溶解在26-38份水中，将0.2-0.4份引发剂过硫酸铵溶解在10-15份水中，将反应釜升温至60-75℃，将烯丙基磺酸钠溶液和引发剂溶液分别滴加入反应釜中，滴加时间为2-2.5h，保温3-5h，反应结束，加入中和剂将溶液ph中和至6-7，得到所述的聚羧酸盐分散剂。实施例3一种钛白粉高效分散剂，其特征在于，按重量份计包括：六偏磷酸钠72份、异丙醇胺18份、聚羧酸盐分散剂17份、1,2-丙二醇6份和聚乙烯吡咯烷酮4份。一种钛白粉高效分散剂的制备方法，按照如下步骤制备：向反应釜中加入一定量的水、按重量份数再加入六偏磷酸钠、异丙醇胺和1,2-丙二醇，400-600rpm搅拌5-10min，再加入聚羧酸盐分散剂，继续搅拌10-15min，最后补加水到规定的浓度，继续搅拌25-35min制得。其中，所述的聚羧酸盐分散剂的制备方法如下：(1)将33份二甲基二烯丙基氯化铵、15份马来酸酐和42份水分别加入反应釜内，升温至50℃溶解；(2)将20份烯丙基磺酸钠溶解在30份水中，将0.4份引发剂过硫酸钠溶解在15份水中，将反应釜升温至60℃，将烯丙基磺酸钠溶液和引发剂溶液分别滴加入反应釜中，滴加时间为2h，保温5h，反应结束，加入中和剂将溶液ph中和至6-7，得到所述的聚羧酸盐分散剂。实施例4一种钛白粉高效分散剂，其特征在于，按重量份计包括：六偏磷酸钠73份、异丙醇胺33份、聚羧酸盐分散剂19份、1,2-丙二醇7份和聚乙烯吡咯烷酮5份。一种钛白粉高效分散剂的制备方法，按照如下步骤制备：向反应釜中加入一定量的水、按重量份数再加入六偏磷酸钠、异丙醇胺和1,2-丙二醇，400-600rpm搅拌5-10min，再加入聚羧酸盐分散剂，继续搅拌10-15min，最后补加水到规定的浓度，继续搅拌25-35min制得。其中，所述的聚羧酸盐分散剂的制备方法如下：(1)将29份二甲基二烯丙基氯化铵、13份马来酸酐和44份水分别加入反应釜内，升温至60℃溶解；(2)将15份烯丙基磺酸钠溶解在26份水中，将0.2份引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠溶解在10-15份水中，将反应釜升温至75℃，将烯丙基磺酸钠溶液和引发剂溶液分别滴加入反应釜中，滴加时间为2h，保温3.5h，反应结束，加入中和剂将溶液ph中和至6-7，得到所述的聚羧酸盐分散剂。实施例5一种钛白粉高效分散剂，其特征在于，按重量份计包括：六偏磷酸钠75份、异丙醇胺35份、聚羧酸盐分散剂19份、1,2-丙二醇6份和聚乙烯吡咯烷酮4份。一种钛白粉高效分散剂的制备方法，按照如下步骤制备：向反应釜中加入一定量的水、按重量份数再加入六偏磷酸钠、异丙醇胺和1,2-丙二醇，400-600rpm搅拌5-10min，再加入聚羧酸盐分散剂，继续搅拌10-15min，最后补加水到规定的浓度，继续搅拌25-35min制得。其中，所述的聚羧酸盐分散剂的制备方法如下：(1)将32份二甲基二烯丙基氯化铵、15份马来酸酐和45份水分别加入反应釜内，升温至55℃溶解；(2)将24份烯丙基磺酸钠溶解在32份水中，将0.4份引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠溶解在13份水中，将反应釜升温至70℃，将烯丙基磺酸钠溶液和引发剂溶液分别滴加入反应釜中，滴加时间为2.0h，保温4h，反应结束，加入中和剂将溶液ph中和至6-7，得到所述的聚羧酸盐分散剂。实施例6取煅烧粉碎一粉料，加去离子水调成浆液，取实施例1-5制得的钛白粉高效分散剂，分别加入0.2％的上述分散剂，在打浆罐中以60rpm分散均匀，表1示出了由实施例1-5制得的钛白粉浆料的浆料浓度、浆料粘度和浆料粒径；浆料浓度浆料粘度(mpa.s)浆料粒径(μm)实施例115504800.18实施例214005000.19实施例314505500.20实施例415005200.19实施例516004500.17以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3

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