水性涂料用鈦白的鹽處理及煅燒工藝優(yōu)化 |
| 發(fā)布時(shí)間：2008-06-29 瀏覽次數(shù)：2583 |
| 摘要:本文針對(duì)水性涂料對(duì)鈦白粉質(zhì)量的特殊要求，用正交試驗(yàn)研究了鈦白生產(chǎn)過程中鹽處理和煅燒工序工藝指標(biāo)對(duì)鈦白質(zhì)量優(yōu)化其工藝參數(shù)，找出了水性涂料專用鈦白的鹽處理加入量和煅燒條件。 前言 鈦白粉是生產(chǎn)水性涂料不可缺少的原料，其作用不僅僅是裝飾和遮蓋，更重要的作用是改善涂料的物理化學(xué)性能，提高涂膜的機(jī)械強(qiáng)度、附著力、防腐蝕性、耐光耐候性，因此涂料用鈦白粉，要從顏料特性、制漆性能等方面來考慮，主要從顏料的耐久性和表面包膜量來考慮，具體表現(xiàn)是對(duì)鈦白粉的顏色、遮蓋力、著色力、吸油量、顆粒形狀和粒度分布、分散性、水溶性鹽指標(biāo)有更多的考慮。要得到上述指標(biāo)優(yōu)良的鈦白粉，在鈦白生產(chǎn)過程中要特別控制好水解、鹽處理和煅燒工序的工藝控[1~6]制。本文僅對(duì)鹽處理劑加入量和煅燒條件對(duì)鈦白粉質(zhì)量的影響進(jìn)行研究。 1、各種鹽處理劑和煅燒對(duì)鈦白粉的作用 鈦液水解生成的偏鈦酸經(jīng)洗滌去除雜質(zhì)離子后,,若不進(jìn)行鹽處理而直接送至回轉(zhuǎn)窯煅燒，成品的白度、消色力、吸油量等遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到鈦白顏料質(zhì)量要求。然而同樣的偏鈦酸經(jīng)過適當(dāng)?shù)柠}處理和煅燒就會(huì)生產(chǎn)出高顏料性能的成品，大大提高經(jīng)濟(jì)效益，所以在鈦白生產(chǎn)中鹽處理和煅燒不可忽視。事實(shí)上，對(duì)于偏鈦酸質(zhì)量和成品質(zhì)量的不同要求，加入鹽處理的種類和數(shù)量是不同的，煅燒強(qiáng)度也需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。所有這些因素對(duì)成品質(zhì)量指標(biāo)的影響各不相同，它們的內(nèi)在關(guān)系十分復(fù)雜，為此，本文對(duì)鹽處理和煅燒進(jìn)行研究。 1.1.1鉀鹽的影響 鉀鹽可降低煅燒溫度和提高產(chǎn)品著色力,且使產(chǎn)品潔白、疏松并保持中性，鉀鹽少，則會(huì)造成煅燒時(shí)間長，成 品著色力下降。 1.1.2磷酸的影響 磷酸與氫氧化鐵能生成淡黃色的不易分解的磷酸鐵，并且是離子的成長劑，可以提高鈦白粉的水分散性，使[5]物料潔白而柔軟，提高物料的耐候性。 1.1.3煅燒強(qiáng)度的影響因素和控制 TiO2是在煅燒過程中完成晶型轉(zhuǎn)化和粒子成長，改善煅燒物質(zhì)量就是改善煅燒物晶型純正程度和煅燒顆粒特性。這樣便可通過控制最佳煅燒條件和煅燒操作來實(shí)現(xiàn)。然而，煅燒工序可以調(diào)節(jié)的各個(gè)參數(shù)有很多，但實(shí)質(zhì)上，我們需要控制的參數(shù)只有煅燒強(qiáng)度，即煅燒溫度和時(shí)間。煅燒溫度控制是通過控制轉(zhuǎn)窯軸向上各處的溫度，形成特定的穩(wěn)定的溫度梯度，通過風(fēng)量、油量及窯內(nèi)負(fù)壓調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。煅燒時(shí)間控制可通過控制物料在窯內(nèi)最佳的停留時(shí)間，通過調(diào)整轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)。其控制的核心是控制轉(zhuǎn)窯的煅燒穩(wěn)定性，其內(nèi)容包括：穩(wěn)定的進(jìn)料，包括穩(wěn)定的進(jìn)料量，進(jìn)料偏鈦酸中的穩(wěn)定的水份，穩(wěn)定的煅燒偏鈦酸鹽處理量（添加劑）等；穩(wěn)定的轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，以確保料層厚薄均勻；穩(wěn)定的煅燒溫度即穩(wěn)定的窯內(nèi)溫度梯度。通過控制煅燒穩(wěn)定性，從而建立并保持轉(zhuǎn)窯內(nèi)部的一種煅燒平衡狀態(tài)，當(dāng)某一因素（如進(jìn)料量）發(fā)生改變時(shí)，需要經(jīng)過一系列的調(diào)整，以便盡快達(dá)到另一個(gè)[4]平衡態(tài)。 2．鹽處理及煅燒優(yōu)化探索實(shí)驗(yàn) 為了穩(wěn)定控制鈦白生產(chǎn)，消除產(chǎn)品質(zhì)量大起大落現(xiàn)象，研究鹽處理及煅燒條件對(duì)成品質(zhì)量影響的內(nèi)在規(guī)律十分必要。為此，進(jìn)行探索試驗(yàn)，試圖通過試驗(yàn)達(dá)到三個(gè)目的：第一，確定偏鈦酸鹽處理的最佳配方和煅燒條件；第二，探索鹽處理劑數(shù)量和煅燒條件對(duì)成品白度，消色力、水分散性、遮蓋力等質(zhì)量指標(biāo)和物理性能的影響規(guī)律；第三，探索鹽處理劑數(shù)量變化與煅燒強(qiáng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系。 2.1原料的制備 從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取一定量合格的偏鈦酸（礦種為攀礦和化州礦各50%），經(jīng)檢測(cè)，其組成為TiO2·2.5H2O·0.3SO4，F(xiàn)e3+=65ppm，調(diào)整偏鈦酸濃度為400～430g/l，待用。100～130g/l濃度的K2CO3溶液，100～130g/l濃度的H3PO4溶液待用。 2.2實(shí)驗(yàn)儀器 煅燒高溫爐1臺(tái)，美國LINDBERG公司生產(chǎn)，BF51732型，16段折線升溫，最高溫度1200℃；磁力攪拌器1臺(tái)，平磨儀1臺(tái)，干粉白度計(jì)1臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)光源1臺(tái)，100ml坩堝若干。 2.3實(shí)驗(yàn)方案 采用高溫爐模擬現(xiàn)場(chǎng)回轉(zhuǎn)煅燒,通過探索試驗(yàn)確定鹽處理和煅燒條件的范圍，以及各因素對(duì)成品質(zhì)量影響的內(nèi)在規(guī)律，為尋求最佳方案創(chuàng)造條件。 2.3.1試驗(yàn)方法 鹽處理和煅燒影響成品質(zhì)量因素很多，如鹽處理劑的種類、數(shù)量和濃度，偏鈦酸料漿濃度，雜質(zhì)濃度，鹽處理攪拌強(qiáng)度和時(shí)間，煅燒強(qiáng)度，窯內(nèi)氣氛，并且各因素的影響程度不一。根據(jù)查閱的資料和對(duì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，認(rèn)為鹽處理劑碳酸鉀和磷酸的加量，以及煅燒溫度和保溫時(shí)間是影響質(zhì)量的四個(gè)主要因素，并分別設(shè)定三個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，試驗(yàn)方案及結(jié)果見表1。 |
| 上一篇： 六分涂料 四分施工 |
| 下一篇： 聚天門冬氨酸酯涂料的研制與應(yīng)用 |