浅析钛白粉无机包覆改性现状及发展趋势

　　钛白粉是一种良好的白色颜料，主要应用在涂料、油漆、化纤、橡胶中，没有经过表面处理的钛白粉材料具有较强的光化学活性，在紫外线照射下有机物会发生降解，光度降低、变黄、粉化[1]。所以，耐候性是钛白粉的重要应用标准，研究钛白粉表面处理工艺有助于提升钛白粉质量，无机包覆改性研究具有重要意义。

　　钛白粉无机包覆方法类型

　　第一，干法包覆。该种方法是利用气流载带作用，通过喷雾让金属卤化物依附在钛白粉颗粒中。随后，通热蒸汽实现水解。这种方法具有操作简单、经济投入少、自动化控制程度高等特点[2]。其不足为控制困难、产品不稳定、颗粒生长较快。第二，湿法包覆。这种方法主要利用水实现包覆，包括煮沸法、中和法、碳化法。首先，煮沸法，热环境下包覆剂分解依附于颗粒外层实现包覆，但过程控制困难、难以达到完全分解。其次，中和法分为三种，碱中和与沉淀酸性包覆剂、酸中和与沉淀碱性包覆剂、酸性与碱性包覆剂沉淀。最后，碳化法指的是把二氧化碳连接至带有包覆剂的钛白粉悬浮液，让包覆剂在颗粒外层逐渐沉淀形成薄膜。这种方法主要应用到Si-Al 复合包覆，其膜均匀、稳定。钛白粉无机包覆分析

　　钛白粉无机包覆分析

　　为了提高二氧化钛颜料的耐候性，通常对二氧化钛进行无机表面包膜处理，将二氧化钛与周围的有机物隔离，以提高其耐候性及分散性。包膜前要将钛白粉颗粒分散于水中，使待包裹的颗粒达到最佳分散状态，且拥有最为合适的粘度，以便在每个颗粒表面沉淀出完整的膜层，在钛白粉浆料中添加分散剂可以显著提高钛白粉的分散效果[3]。接下来，对钛白粉无机包覆展开分析。

　　无机包覆

　　第一，氧化铝包覆。钛白粉包覆氧化铝过程中，水合氧化铝在TiO2 颗粒外层逐渐形成包覆层。包覆层水合氧化铝在不同的酸碱环境下呈现的物相差异显著。酸性条件下生成无定型凝胶; 碱性条件下形成拜耳石。通过对包覆层水合氧化铝物相调查发现，60% 以拜耳石形式存在，40% 为无定型水凝胶。在不同的酸碱条件下成膜致密性变化显著。如果中和迅速能够生成稀松海绵状包膜; 若速度缓慢则会生成致密膜[4]。酸性环境， Al-OH 沉淀迅速，TiO2 颗粒外层迅速沉淀形成致密薄膜。碱性环境则会生成松散膜层。具体生产流程为 ：钛白粉制成浆并散开，偏铝酸钠作为包膜剂，氧化铝包覆量是钛白粉质量的4%，通过并流法监测温度状态与酸碱性，包膜过程约4h，熟化2h 获得钛白粉包覆产品。第二，SiO2 包覆。无定型水合SiO2 生成后，硅酸钠酸化形成以Si(OH)4 状态的正硅酸，溶液内包含正硅酸水解产物，无偏硅酸离子。TiO2 颗粒外层存在烃基，硅酸依附其外层和烃基缩合生成缩合点，迅速聚合生成致密硅酸合物。在钛白粉外层不断生长，通过陈化生成致密无SiO2 ·nH2O的包膜。由此可见，钛白粉包覆SiO2 既有单一物理吸附过程，又有化学键合效果。有学者对钛白粉包覆SiO2 分析，提出包覆过程为溶胶- 凝胶过程。其加工流程为 ：将SiO2 作为包覆剂，通过并流法使pH保持在9～10，温度约90℃，熟化2h。第三，二氧化锆包覆。钛白粉单元包覆二氧化锆，包覆剂包含四氯化锆、硫酸锆、氯氧化锆、硝酸锆。其中，硫酸锆、氯氧化锆经济投入少、无污染，现已在工业生产中得到了推广运用。其包覆原理为 ：二氧化锆单元包覆过程中，包膜呈烃基水合氧化锆形式，具有活性大、吸附性强的特点，与TiO2 颗粒外层烃基缩合生成Zr-O-Ti 键，稳定键合在钛白粉颗粒外层。中和缓慢时，溶液内溶胶生成缓慢，溶胶和钛白粉颗粒碰撞率高于溶胶率，有助于生成致密膜。如果中和迅速则溶胶成核快速，水合氧化锆成核，吸附在钛白粉颗粒外层呈岛状不持续包膜。具体加工流程为 ：将ZrOCl2 作为包膜剂，酸碱度控制在10，包覆温度约60℃，包膜时间约4h，熟化2h。

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