专利名称：：具有阻燃性和颜料性的氢氧化镁/TiO<sub>2</sub>复合材料的利记博彩app
技术领域：
：本发明涉及到利用无机物改性与复合技术制备具有阻燃性质和颜料性质的复合材料的生产
技术领域：
，具体地讲，涉及到氢氧化镁/Ti02复合材料的制备方法。
背景技术：
：钛白粉(颜料二氧化钛)作为迄今为止人们所制造的最佳白色颜料，在涂料、造纸、塑料等众多工业部门已获得大量应用，从而成为国民经济建设中重要的化工原料。近些年来，因经济发展、社会进步和人们生活水平提高等因素带动的建筑业及相关涂料产业的迅猛发展，使白色颜料钛白粉的需求量与日倶增。而另一方面，世界优质钛资源日趋短缺，资源加工工艺复杂化，环境保护要求严格，这些都导致钛白粉生产成本增大，价格上扬。上述问题使涂料等钛白消费产业负担不断加重，行业发展因此受到制约。氢氧化镁粉体是塑料、橡胶等行业用的无卤阻燃剂，具有无卤、无毒、燃烧时不发烟、无腐蚀性气体释放等环境友好的特点。采用无机材料的改性与复合技术制备与钛白性能相似且成本低廉的复合制品是解决钛白粉生产和消费中存在问题的有效途径。通过无机表面包覆改性方式，在非金属矿物等无机材料表面包覆Ti02层而形成具有二氧化钛颜料性质的复合白色颜料一直受到国内外的关注，并形成了主要以无机沉淀反应-热处理晶化法和干式条件粒-粒包覆改性法两种制备复合颜料的技术方法。无机沉淀反应-热处理晶化方法的具体特征为将作为基体的非金属矿物颗粒置于钛盐(主要是硫酸氧钛)的水解体系里，引发钛盐水解，生成水合二氧化钛(Ti02*H20)覆盖在矿物颗粒表面，再经热处理使复合物表面的Ti02*H20生成结晶型Ti02包膜物。这一方法存在的问题主要有矿物质包核基体的诱导作用导致水合二氧化钛沉淀物难以通过后续晶化生成金红石型二氧化钛；受水解过程钛盐浓度和固含量的制约，包覆Ti02量和均匀程度受到限制，产品的颜料性能一般达不到要求；钛盐水解和铁离子等杂质的去除产生大量酸性废水，污染环境。干式条件粒-粒包覆改性法是将Ti02和非金属矿物置于具有干式冲击作用的机械搅拌体系中，通过机械分散、冲击剪切等作用实现细颗粒Ti02在较粗的非金属矿物颗粒表面的包覆。采用该方法，因包核基体与Ti02的分散程度较差，基体与钛白之间缺少产生牢固作用的激发外力和键合基团因而复合物颜料性能差且不稳定。
发明内容本发明的目的是提供一种在氢氧化镁颗粒表面牢固包覆结晶Ti02颗粒为特征、并因表面层Ti02性质及Ti02与氢氧化镁性能的综合作用而具有颜料二氧化钛性质且成本低廉的复合白色颜料；同时，由于氢氧化镁本身的阻燃性能，氢氧化镁/1102复合材料具有相应的阻燃性能。本发明通过以下措施实现了氢氧化镁/Ti02复合材料中结晶Ti02颗粒在氢氧化镁颗粒表面牢固而均匀的包覆(1)采用湿法超细研磨方法将作为包核物的氢氧化镁颗粒和作为包膜物的结晶Ti02颗粒分别细化至两者相匹配的粒度范围，即包核物颗粒直径(球型等效直径)TiO2颗粒直径约为5-10:1;(2)通过超细研磨使氢氧化镁颗粒产生机械力表面活化效应，以此促进其与Ti02之间的反应结合；(3)氢氧化镁颗粒和Ti02在反应体系中各自形成表面官能团，通过官能团间的化学键合实现两颗粒的相间反应；本发明制备的氢氧化镁/Ti02复合材料因颗粒表面Ti02包覆层的高折射率、异质颗粒材料导致的强分散作用和高散射作用，以及形成涂层时包裹较多空气介质导致的较强遮盖作用而具有类似钛白粉的颜料性质。同时，由于氢氧化镁本身的性质，而使氢氧化镁/Ti02复合材料在塑料、橡胶等聚合物中使用时具有阻燃剂的性质。本发明制备的氢氧化镁/Ti02复合材料由于其中只含有部分Ti02，且固体包核物氢氧化镁价格相对低廉，因此其成本与钛白粉相比被大大降低。本发明最终形成的氢氧化镁/Ti02复合材料的成分与组成为氢氧化镁45%-85%，结晶Ti02(锐钛型或金红石型)15%-55%。实现本发明的氢氧化镁/1102复合材料的具体制备方法是原材料选用-1.氢氧化镁粉体，选用天然水镁石粉体，细度200-1250目，矿物纯度大于80%;2.锐钛型或金红石型钛白粉工业品(结晶Ti02)，白度大于95%;3.聚丙烯酸钠(工业纯以上级别)，与去离子水配制成水溶液，溶液浓度20%，在氢氧化镁和Ti02粉体制浆时作为分散剂添加使用。原则生产工艺过程的具体步骤是一、首先按氢氧化镁粉体与水形成悬浮体中固含量30%~60%的要求，称取氢氧化镁粉体、水和占干粉量0.5%-1.2%的聚丙烯酸钠，置于湿式搅拌磨的超细研磨系统内，通过具有高速搅拌作用的搅拌机搅拌制成待超细研磨浆体；二、按结晶Ti02(锐钛型或金红石型)与水形成悬浮体中固含量50%~70%的要求，称取TK)2、水和占干粉量0.3%-2%的聚丙烯酸钠，置于具有高速搅拌作用的搅拌机内搅拌，制成桨体；三、启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，对氢氧化镁与水制成的浆体进行研磨作业，使磨细产物粒度达到小于1|^11含量60%~75%，并将其与Ti02浆体混合搅拌，两者的混合比例(干粉重量)按Ti02/(氢氧化镁+Ti02)=15%-55%的要求确定。然后对混合浆体进行搅拌均化；四、启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，对己均化的Ti02浆体和氢氧化镁混合桨体进行研磨作业，使磨细产物粒度达到小于2^1111含量82%~88%，并导入具有中等搅拌强度的搅拌罐内；五、向装有氢氧化镁/Ti02混合超细浆体的搅拌罐内加水，使其稀释至固含量15%-35%，并搅拌均匀。然后用GSDF-25(d>25)型超细水力分级机对其进行分级，使分级溢流粒度达到-2ium含量87%~92%。六、利用板框压过滤机或离心机将分级溢流过滤形成滤饼；七、将滤饼置于温度90'C-12(rC的干燥机中干燥至含水1%以下；八、将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末；具体实施例方式实施例1:1.将氢氧化镁粉体(200目)400kg、去离子水400kg置于湿式搅拌磨的超细研磨系统内，通过具有高速搅拌作用的搅拌机搅拌30min，然后加入含4kg聚丙烯酸钠的溶液(溶液浓度20%,加入该溶液20kg)，再搅拌40min制成待超细研磨浆体；2.启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，按照连续磨矿方式对氢氧化镁粉体与水制成的浆体进行研磨使磨细产物粒度达到-2pm含量70%;3.将结晶Ti02(金红石型钛白粉)200kg、去离子水200kg置于具有高速搅拌作用的搅拌罐内搅拌15min,然后加入含3kg聚丙烯酸钠的溶液(溶液浓度20%，加入该溶液15kg)，再搅拌40min制成浆体；4.将氢氧化镁磨细浆体300kg、Ti02浆体160kg混合，并高速搅拌40min以实现混合浆体的均化；5.启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，按照连续磨矿方式对已均化的Ti02浆体和超细氢氧化镁混合浆体进行研磨作业，使磨细产物粒度达到小于2pm含量85%,并导入具有中等搅拌强度的搅拌罐内；6.向装有已超细Ti02和超细白色矿物混合浆体400kg的搅拌罐内加水400kg，并搅拌均匀。然后用GSDF-25(0>25)型超细水力分级机对其进行分级，使分级溢流粒度达到-2iam含量90%;7.利用三足离心机将分级溢流过滤形成滤饼；8.将滤饼置于温度ll(TC的干燥机中干燥至含水1%以下；9.将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末；实施例2:1.将氢氧化镁粉体(1250目)400kg、去离子水400kg置于湿式搅拌磨的超细研磨系统内，通过具有高速搅拌作用的搅拌机搅拌15min，然后加入含6kg聚丙烯酸钠的溶液(溶液浓度20%，加入该溶液30kg)，再搅拌40min制成待超细研磨浆体；2.启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，按照连续磨矿方式对氢氧化镁粉体与水制成的浆体进行研磨使磨细产物粒度达到-2pm含量70%;3.将结晶Ti02(锐钛型钛白粉)200kg、去离子水200kg置于具有高速搅拌作用的搅拌罐内搅拌15min，然后加入含3kg聚丙烯酸钠的溶液(溶液浓度20%，加入该溶液15kg)，再搅拌40min制成浆体；4.将氢氧化镁磨细浆体300kg、1102浆体160kg混合，并高速搅拌40min以实现混合浆体的均化；5.启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，按照连续磨矿方式对已均化的Ti02浆体和超细氢氧化镁混合浆体进行研磨作业，使磨细产物粒度达到-2nm含量85%，并导入具有中等搅拌强度的搅拌罐内；6.向装有已超细Ti02和超细白色矿物混合浆体400kg的搅拌罐内加水400kg，并搅拌均匀。然后用GSDF-25(025)型超细水力分级机对其进行分级，使分级溢流粒度达到-2iim含量90%。7.利用三足离心机将分级溢流过滤形成滤饼；8.将滤饼置于温度100^的干燥机中干燥至含水率<1%;9.将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末；按实施例1和实施例2分别制成的氢氧化镁/Ti02复合材料的性能列于表1，使用实施例1制成的氢氧化镁/Ti02复合材料制备的外墙乳胶涂料的遮盖性能、使用实施例2制成的氢氧化镁/Ti02复合材料制备的内墙乳胶涂料的性能及其与钛白粉的对比列于表2。将实施例1和实施例2制备的氢氧化镁/Ti02复合材料添加到PVC中后的阻燃性能见表3(配比为PVC:DOP:氢氧化镁/Ti02复合材料=100:50:80)。结果表明以氢氧化镁/Ti02复合材料作为单一颜料，其制备涂料的遮盖力与使用钛白粉相当，氢氧化镁/Ti02复合材料以较大比例与钛白粉复合使用，涂料遮盖力明显高于使用钛白粉。因此认为氢氧化镁/Ti02复合材料具有与钛白粉相类似的颜料性能。当氢氧化镁/Ti02复合材料阻燃剂使用时，具有与氢氧化镁相近的阻燃性能。氢氧化镁/1102复合材料的性能表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>氢氧化镁/Ti02复合材料和钛白粉制备涂料性能(对比率，％)检测结果表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>氢氧化镁/Ti02复合材料在软质PVC中的阻燃性能检测结果表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>权利要求1.一种具有阻燃性和颜料性的氢氧化镁/TiO2复合材料的制备方法，其特征是以氢氧化镁粉体为包核基体，结晶TiO2(锐钛型和金红石型)为包膜物，采用氢氧化镁湿法超细研磨和氢氧化镁与结晶TiO2湿法共混研磨途径，通过固体颗粒的分割细化、表面羟基化改造和机械力化学效应导致的粒-粒包覆改性反应等方式制备而成。要求作为包核基体的氢氧化镁粉体中氢氧化镁含量应大于80％，氢氧化镁/TiO2复合材料的细度达到-2μm含量87％～92％，各组分按重量的组成比为氢氧化镁粉体45％-85％，结晶TiO2(锐钛型或金红石型)15％-55％。2.氢氧化镁/Ti02复合材料，其制备工艺和方法特征为A、按氢氧化镁与水形成悬浮体中固含量30%60%的要求，称取氢氧化镁粉体、水和占干粉量0.5%-1.2%的聚丙烯酸钠，置于湿式搅拌磨的超细研磨系统内，通过具有高速搅拌作用的搅拌机搅拌制成待超细研磨桨体；B、按结晶Ti02(锐钛型或金红石型)与水形成悬浮体中固含量50%~70%的要求，称取Ti02、水和占干粉量0.3%-2.0%的聚丙烯酸钠，置于具有高速搅拌作用的搅拌机内搅拌，制成浆体；C、启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，对氢氧化镁与水制成的浆体进行研磨作业，使磨细产物粒度达到-1^1111含量60%~75%，并将其与Ti02浆体混合搅拌，两者的混合比例(干粉重量)按1102/(氢氧化镁+Ti02)=15%-50%的要求确定，然后对混合浆体进行搅拌均化；D、启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，对已均化的Ti02浆体和氢氧化镁混合浆体进行研磨作业，使磨细产物粒度达到-2)Lim含量82%88%，并导入具有中等搅拌强度的搅拌罐内；E、向装有氢氧化镁/Ti02混合超细浆体的搅拌罐内加水，使其稀释至固含量15%-35%，并搅拌均匀。然后用GSDF-25(025)型超细水力分级机对其进行分级，使分级溢流粒度达到-2nm含量87%~92%。F、利用板框压过滤机或离心机将分级溢流过滤形成滤饼；G、将滤饼置于温度卯。C-120。C的干燥机中干燥至含水率〈l。/。；H、将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末。3.根据权利要求2所述的氢氧化镁/Ti02复合材料的制备工艺和方法，特征在于A、按氢氧化镁/(氢氧化镁+水)=50%、聚丙烯酸钠占氢氧化镁粉体1%的要求，在湿式搅拌磨的超细研磨系统内，通过高速搅拌作用的搅拌机搅拌制成由氢氧化镁粉体、水和聚丙烯酸钠形成的待超细研磨浆体。所采用氢氧化镁粉体中氢氧化镁矿物含量大于80%;B、按结晶TK)2(锐钛型或金红石型)与水形成悬浮体中固含量50%的要求，称取Ti02、水和占干粉量1.5%的三聚合磷酸钠，置于具有高速搅拌作用的搅拌机内搅拌，制成浆体；C、启动湿式搅拌磨的超细研磨系统，对氢氧化镁粉体与水制成的浆体进行研磨作业，使磨细产物粒度达到-l(im含量70。/。，然后将其与Ti02浆体按Ti02/(氢氧化镁粉体+Ti02)=34%的要求进行搅拌混合均化；D、利用湿式搅拌磨的超细研磨系统，对己均化的Ti02和氢氧化镁粉体混合浆体进行研磨并使磨细产物粒度达到-2nm含量大于85%;E、加水对己超细Ti02和超细氢氧化镁混合浆体进行稀释至固含量为25%，搅拌分散均匀后用GSDF-25(①25)型超细水力分级机进行分级，使分级溢流粒度达到-2itim含量卯％;F、利用离心机或真空过滤机将分级溢流过滤形成滤饼；G、将滤饼置于温度IO(TC的干燥机中干燥至含水1%以下；H、将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末。全文摘要本发明提供了一种具有阻燃性质和颜料性质的氢氧化镁/TiO<sub>2</sub>复合材料及其制备方法。本发明使用氢氧化镁粉体为包核基体，结晶TiO<sub>2</sub>为包膜物，在湿法超细研磨体系中，通过粒-粒包覆改性方式，实现TiO<sub>2</sub>在包核基体表面的反应包覆和改性修饰，由此制备具有阻燃性质和颜料性质的氢氧化镁/TiO<sub>2</sub>复合材料。在本发明的复合材料中，TiO<sub>2</sub>在氢氧化镁颗粒表面包覆均匀、两者间结合稳定。氢氧化镁/TiO<sub>2</sub>复合材料呈现强烈的遮盖能力和与应用体系良好相容等颜料性能。同时，由于氢氧化镁本身的阻燃性能，制备出的氢氧化镁/TiO<sub>2</sub>复合材料还具有阻燃性能。氢氧化镁/TiO<sub>2</sub>复合材料还具有制造工艺简单、成本低廉等特点，在涂料等制品中应用可取得与使用钛白粉相同的颜料技术性能，且较大幅度降低成本。氢氧化镁/TiO<sub>2</sub>复合材料还可用于塑料、橡胶等利用白色颜料物理性能和阻燃性能的场合，起到改善应用产品性能和降低成本的作用。文档编号C09K21/02GK101418139SQ20071016560公开日2009年4月29日申请日期2007年10月25日优先权日2007年10月25日发明者浩丁,渊李,杜高翔申请人:中国地质大学(北京)