改性机械化学法制备煅烧高岭土基白色颜料

论文摘要

钛白粉是目前性能最佳的一种白色颜料,它广泛应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、化妆品等工业。近年来由于钛白粉的供需矛盾日益突出,因此世界各国正在努力开发钛白粉的代用品,但由于钛白代用品存在生产技术难度较大、产品质量不如纯钛白等问题,钛白代用品的应用还十分有限。本文以我国储量大、价格低的煅烧高岭土为基材,采用草酸改性-机械化学法和表面活性剂改性-机械化学法,通过对煅烧高岭土的表面活化处理,利用煅烧高岭土表面钛白粉包膜制备了煅烧高岭土/钛白粉复合白色颜料,实现以较低的成本制备性能较优良（高白度、高遮盖力、低吸油量）的新型复合颜料,一方面可以提高煅烧高岭土的附加值,另一方面可以代替价格昂贵的钛白粉。确定草酸改性-机械化学法制备煅烧高岭土基复合钛白粉的最佳工艺条件:采用两步酸洗法,草酸浓度为1mol/L,酸洗温度为80℃,m（钛白粉）:m（煅烧高岭土）为3:7,包覆时间为4h。经测试,酸洗改性制备的煅烧高岭土基复合钛白粉的白度由原矿的93%提高到96.5%,遮盖力达到27.5 g/m2。分析了其包覆机理为:利用草酸中氢离子与原矿中的含铁杂质反应,降低了络离子的电离度,从而提高络合剂的络合能力,获得理想的改性活化效果。确定表面活性剂改性-机械化学法制备煅烧高岭土基复合钛白粉的最佳工艺条件:表面活性剂的质量占粉体总质量的比例为2.5%,m（钛白粉）:m（煅烧高岭土）=3:7,包覆时间为3h。经测试,表面活性剂改性制备的煅烧高岭土基复合钛白粉的白度由原矿的93%提高到96.2%,遮盖力达到29.5 g/m2,吸油量则为29.8。钛白粉粒子均匀地包覆于煅烧高岭土粒子的表面,体系中只有很少的游离钛白粉粒子。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 白色颜料与钛白粉
• 1.2 钛白粉的应用及制备方法
• 1.2.1 钛白粉的应用
• 1.2.2 钛白粉的制备方法
• 1.3 钛白粉生产及应用中存在的问题
• 1.3.1 资源消耗多成本居高不下
• 1.3.2 环境污染严重治理再增成本
• 1.3.3 应用需求强劲供需矛盾凸显
• 1.3.4 价格持续上扬制约应用行业
• 1.4 高岭土的性质
• 1.4.1 高岭土矿物成分及化学组成
• 1.4.2 高岭土类矿物晶体形态及晶体结构
• 1.4.3 高岭土的理化性能
• 1.4.4 高岭土的应用
• 1.5 复合钛白粉
• 1.5.1 复合钛白粉的类别
• 1.5.2 复合钛白粉的制备方法
• 1.5.3 复合钛白粉的生产及应用中存在的问题
• 1.6 本课题的研究目的、意义和研究内容
• 1.6.1 研究目的与意义
• 1.6.2 研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 原料
• 2.1.1 煅烧高岭土
• 2.1.2 钛白粉
• 2.2 实验试剂
• 2.3 实验仪器和设备
• 2.4 实验方法
• 2.5 样品的性能指标与测试
• 2.5.1 白度
• 2.5.2 遮盖力测定
• 2.5.3 吸油量测定
• 第三章 草酸改性-机械化学法试验结果与分析
• 3.1 草酸浓度的影响
• 3.1.1 草酸浓度对白度的影响
• 3.1.2 草酸浓度对遮盖力的影响
• 3.2 酸洗温度的影响
• 3.2.1 酸洗温度对白度的影响
• 3.2.2 酸洗温度对遮盖力的影响
• 3.3 钛白粉用量的影响
• 3.3.1 钛白粉用量对白度的影响
• 3.3.2 钛白粉用量对遮盖力的影响
• 3.4 包覆时间的影响
• 3.4.1 包覆时间对白度的影响
• 3.4.2 包覆时间对遮盖力的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 表面活性剂改性-机械化学法试验
• 4.1 表面活性剂用量的影响
• 4.1.1 表面活性剂用量对白度的影响
• 4.1.2 表面活性剂用量对遮盖力的影响
• 4.1.3 表面活性剂用量对吸油量的影响
• 4.2 钛白粉用量的影响
• 4.2.1 钛白粉用量对白度的影响
• 4.2.2 钛白粉用量对遮盖力的影响
• 4.2.3 钛白粉用量对吸油量的影响
• 4.3 包覆时间的影响
• 4.3.1 包覆时间对白度的影响
• 4.3.2 包覆时间对遮盖力的影响
• 4.3.3 包覆时间对吸油量的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 机理探讨
• 5.1 煅烧高岭土的特性
• 5.2 草酸改性机理探讨
• 5.2.1 草酸酸洗浓度
• 5.2.2 草酸酸洗温度
• 5.3 表面活性剂改性机理探讨
• 5.4 机械化学法机理探讨
• 第六章 小结
• 参考文献
• 附录Ⅰ 硕士期间发表的论文
• 附录Ⅱ 致谢