淺析鈦白粉無機包覆改性現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　鈦白粉是一種良好的白色顏料，主要應用在涂料、油漆、化纖、橡膠中，沒有經(jīng)過表面處理的鈦白粉材料具有較強的光化學活性，在紫外線照射下有機物會發(fā)生降解，光度降低、變黃、粉化[1]。所以，耐候性是鈦白粉的重要應用標準，研究鈦白粉表面處理工藝有助于提升鈦白粉質量，無機包覆改性研究具有重要意義。

　　鈦白粉無機包覆方法類型

　　第一，干法包覆。該種方法是利用氣流載帶作用，通過噴霧讓金屬鹵化物依附在鈦白粉顆粒中。隨后，通熱蒸汽實現(xiàn)水解。這種方法具有操作簡單、經(jīng)濟投入少、自動化控制程度高等特點[2]。其不足為控制困難、產品不穩(wěn)定、顆粒生長較快。第二，濕法包覆。這種方法主要利用水實現(xiàn)包覆，包括煮沸法、中和法、碳化法。首先，煮沸法，熱環(huán)境下包覆劑分解依附于顆粒外層實現(xiàn)包覆，但過程控制困難、難以達到完全分解。其次，中和法分為三種，堿中和與沉淀酸性包覆劑、酸中和與沉淀堿性包覆劑、酸性與堿性包覆劑沉淀。最后，碳化法指的是把二氧化碳連接至帶有包覆劑的鈦白粉懸浮液，讓包覆劑在顆粒外層逐漸沉淀形成薄膜。這種方法主要應用到Si-Al 復合包覆，其膜均勻、穩(wěn)定。鈦白粉無機包覆分析

　　鈦白粉無機包覆分析

　　為了提高二氧化鈦顏料的耐候性，通常對二氧化鈦進行無機表面包膜處理，將二氧化鈦與周圍的有機物隔離，以提高其耐候性及分散性。包膜前要將鈦白粉顆粒分散于水中，使待包裹的顆粒達到最佳分散狀態(tài)，且擁有最為合適的粘度，以便在每個顆粒表面沉淀出完整的膜層，在鈦白粉漿料中添加分散劑可以顯著提高鈦白粉的分散效果[3]。接下來，對鈦白粉無機包覆展開分析。

　　無機包覆

　　第一，氧化鋁包覆。鈦白粉包覆氧化鋁過程中，水合氧化鋁在TiO2 顆粒外層逐漸形成包覆層。包覆層水合氧化鋁在不同的酸堿環(huán)境下呈現(xiàn)的物相差異顯著。酸性條件下生成無定型凝膠; 堿性條件下形成拜耳石。通過對包覆層水合氧化鋁物相調查發(fā)現(xiàn)，60% 以拜耳石形式存在，40% 為無定型水凝膠。在不同的酸堿條件下成膜致密性變化顯著。如果中和迅速能夠生成稀松海綿狀包膜; 若速度緩慢則會生成致密膜[4]。酸性環(huán)境， Al-OH 沉淀迅速，TiO2 顆粒外層迅速沉淀形成致密薄膜。堿性環(huán)境則會生成松散膜層。具體生產流程為 ：鈦白粉制成漿并散開，偏鋁酸鈉作為包膜劑，氧化鋁包覆量是鈦白粉質量的4%，通過并流法監(jiān)測溫度狀態(tài)與酸堿性，包膜過程約4h，熟化2h 獲得鈦白粉包覆產品。第二，SiO2 包覆。無定型水合SiO2 生成后，硅酸鈉酸化形成以Si(OH)4 狀態(tài)的正硅酸，溶液內包含正硅酸水解產物，無偏硅酸離子。TiO2 顆粒外層存在烴基，硅酸依附其外層和烴基縮合生成縮合點，迅速聚合生成致密硅酸合物。在鈦白粉外層不斷生長，通過陳化生成致密無SiO2 ·nH2O的包膜。由此可見，鈦白粉包覆SiO2 既有單一物理吸附過程，又有化學鍵合效果。有學者對鈦白粉包覆SiO2 分析，提出包覆過程為溶膠- 凝膠過程。其加工流程為 ：將SiO2 作為包覆劑，通過并流法使pH保持在9～10，溫度約90℃，熟化2h。第三，二氧化鋯包覆。鈦白粉單元包覆二氧化鋯，包覆劑包含四氯化鋯、硫酸鋯、氯氧化鋯、硝酸鋯。其中，硫酸鋯、氯氧化鋯經(jīng)濟投入少、無污染，現(xiàn)已在工業(yè)生產中得到了推廣運用。其包覆原理為 ：二氧化鋯單元包覆過程中，包膜呈烴基水合氧化鋯形式，具有活性大、吸附性強的特點，與TiO2 顆粒外層烴基縮合生成Zr-O-Ti 鍵，穩(wěn)定鍵合在鈦白粉顆粒外層。中和緩慢時，溶液內溶膠生成緩慢，溶膠和鈦白粉顆粒碰撞率高于溶膠率，有助于生成致密膜。如果中和迅速則溶膠成核快速，水合氧化鋯成核，吸附在鈦白粉顆粒外層呈島狀不持續(xù)包膜。具體加工流程為 ：將ZrOCl2 作為包膜劑，酸堿度控制在10，包覆溫度約60℃，包膜時間約4h，熟化2h。

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