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以高岭土为基材制备二氧化钛复合颜料试验研究

专 业: 矿物加工工程
关键词: 高岭土—二氧化钛复合颜料 溶胶—凝胶法 机械化学法
分类号: TQ620.4  TD873.2
形 态: 共 73 页 约 47,815 个字 约 2.287 M内容
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内容摘要


钛白粉是目前工业上应用最广、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。

近年来由于世界工业的迅猛发展,对钛白粉的需求量以惊人的速度增长,从而导致其价格不断上升。

在这种情况下,迫使钛白粉的主要用户去开发钛白粉的代用品,以降低生产成本。

国内由于受技术条件限制,高档金红石型钛白粉主要依赖于进口;对钛白粉代用品的研究取得了一定的成果,但仍处于初级阶段,存在的主要问题是产品白度低,吸油量高,遮盖力低等。

本文以我国储量大、价格低的软质高岭土为基材,分别采用溶胶一凝胶法和机械化学成功制备了高岭土-二氧化钛复合颜料。

通过单因素实验,确定了以溶胶-凝胶法制备高岭土-二氧化钛复合颜料的工艺条件:

钛酸四丁酯用量6mL,煅烧苏州土1<#>20g,矿浆浓度11%,水解温度40℃,陈化时间16h,煅烧温度800℃,煅烧时间3h,金红石型促进剂ZnNO<,3><,2>用量0.2%。

经测试,溶胶-凝胶法制备的产品白度可由原矿90.0%提高到94.0%,吸油量由56.0mL/100g降低到355mL/100g,325目筛余物≤0.20%,105℃挥发物≤0.3%。

X射线衍射图谱显示,加入金红石型促进剂ZnNO<,3><,2>后,产品中二氧化钛晶体已由锐钛型转化为金红石型,这是由于发生异价类质同象替换作用。

TEM电镜显示,经包覆的高岭土微粒表面附着一层致密、均匀的纳米级二氧化钛粒子,可认为它是一种膜层结构。

矿浆pH值对二氧化钛包覆效果影响显著。

确定了机械化学法制备高岭土-二氧化钛复合颜料的工艺条件:

钛白粉与高岭土质量比为6:10,研磨转速700r/min,研磨时间50min。

宜采用表面活性较高的煅烧高岭土为原料。

经测试,机械化学制备的产品白度由原矿90.0%提高到92.5%,吸油量由54.0mL/100g降低到23.0 mL/100g,325目筛余物≤0.10%。

SEM电镜照片显示,机械化学法处理的高岭土产品,规则的颗粒形状已被改变,其棱角变圆滑。

试验发现,机械化学法可显著降低复合颜料吸油量,但提高其白度较困难;溶胶一凝胶法制备的产品白度高于机械化学法。

试验发现,影响高岭土-二氧化钛复合颜料吸油量的主要因素有:

基材性质、二氧化钛包覆情况、颗粒形状..……

全文目录


摘要
第1章 绪论
1.1 钛白粉的性质
1.2 钛白粉的应用
1.2.1 涂料
1.2.2 塑料
1.2.3 造纸
1.2.4 橡胶
1.2.5 环境保护
1.2.6 其它行业
1.3 钛白粉的制法
1.3.1 硫酸法
1.3.2 氯化法
1.4 高岭土矿物特性
1.4.1 高岭土矿物成分
1.4.2 高岭土类矿物的化学组成
1.4.3 高岭土类矿物晶体形态
1.4.4 高岭石结晶结构
1.4.5 高岭土的理化性能
1.5 高岭土的应用
1.5.1 造纸
1.5.2 橡胶
1.5.3 塑料
1.5.4 涂料
1.6 国内外钛白粉代用品的研究现状
1.6.1 二氧化钛增量剂
1.6.2 包核钛白粉
1.6.4 纳米钛白粉
1.6.5 复合钛白粉
1.7 本课题的研究目的、意义和研究内容
1.7.1 研究目的、意义
1.7.2 研究内容
第2章 试样和试验方法
2.1 原料
2.2 试验药剂
2.3 试验仪器、设备
2.4 试验方法
2.4.1 溶胶-凝胶法
2.4.2 机械化学法
2.5 产品性能指标测定
第3章 溶胶-凝胶法试验结果与分析
3.1 溶胶-凝胶法实验流程
3.2 内核原料
3.3 钛酸四丁酯用量
3.4 矿浆浓度
3.5 矿浆pH值
3.6 水解温度
3.7 陈化时间
3.8 煅烧温度
3.9 煅烧时间
3.10 金红石型二氧化钛促进剂
3.11 溶胶-凝胶法试验小结
第4章 机械化学法试验结果与分析
4.1 钛白粉用量
4.2 研磨转速
4.3 研磨时间
4.4 机械化学法试验小结
第5章 机理探讨
5.1 溶胶-凝胶法机理探讨
5.1.1 煅烧高岭土的特性
5.1.2 钛酸四丁酯反应机理
5.1.3 矿浆pH值的影响分析
5.1.4 水合二氧化钛与煅烧高岭土的吸附模型
5.1.5 金红石促进剂作用机理
5.2 机械化学法机理探讨
5.2.1 新鲜表面和高活性表面
5.2.2 矿物表面能量的贮存与增高
5.2.3 二氧化钛粒子包覆模型
第6章 结论
参考文献

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中图分类: > TQ620.4 > 工业技术 > 化学工业 > 颜料工业 > 一般性问题
其他分类: > TD873.2 > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山开采 > 非金属矿开采 > 耐火、耐酸、陶瓷、玻璃原料开采

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