鈦白粉學(xué)名為二氧化鈦（TiO2），是一種具有優(yōu)異遮蓋力、光散射力和高消色力的無機(jī)白色顏料。氯化法制得的TiO2一般會(huì)在氧化過程中吸附一些雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)混入有機(jī)漆料后，便會(huì)生成帶色物質(zhì)，這樣既會(huì)降低TiO2的白度，還會(huì)腐蝕涂覆的底板。因此，為了提高TiO2的分散性、耐候性和消色性，需要對(duì)氯化法TiO2進(jìn)行無機(jī)表面處理。

分散
 
為了優(yōu)化TiO2顏料的光學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用性能，在分散時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是漿液的分散濃度應(yīng)＞500g/L，且分散用水應(yīng)選為電阻率≥20Ω/cm的脫離子水；二是嚴(yán)控漿液的攪拌強(qiáng)度，且攪拌的線速度應(yīng)控制在186m/min為宜；三是用堿等來調(diào)控漿液的pH值，理由是當(dāng)pH值在9~11之間時(shí)，TiO2在水中具有最好的分散性，其中氫氧化物等無機(jī)分散劑最為常用，注意嚴(yán)控分散劑的加入量；四是為了穩(wěn)定TiO2的分散性，可應(yīng)用到雙電層和靜電斥力理論。

研磨

TiO2在進(jìn)行無機(jī)表面處理前，可通過研磨來實(shí)現(xiàn)超微粉碎，以滿足包膜工藝的要求。在研磨時(shí)，應(yīng)對(duì)漿液的pH值、溫度、濃度、載度和分散狀態(tài)等進(jìn)行重點(diǎn)控制，其中漿液的濃度、pH值應(yīng)分別為600g/L~1200g/L和8~11。

研磨介質(zhì)填充率越大，研磨介質(zhì)接觸頻率就越大；從粒徑可以看出，在相同研磨時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品粒徑就越小，研磨的效果就好。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，還要考慮研磨介質(zhì)的填充率增加電流也會(huì)增大，同時(shí)會(huì)對(duì)設(shè)備本體存在磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象，經(jīng)過長(zhǎng)期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累，研磨介質(zhì)的填充率控制在65%~75%時(shí)，研磨效果較好，同時(shí)對(duì)設(shè)備磨損較小。

研磨介質(zhì)不同填充率下研磨效果對(duì)比

分級(jí)

分級(jí)就是分離漿液中的粗細(xì)顆粒，將分離出來的大顆粒聚集體返回，重新研磨。如此一來，可進(jìn)一步改善TiO2的分散體，其中最佳粒度應(yīng)在0.2μm~0.3μm間 。另外，通過分級(jí)處理，還可將其中被磨碎的機(jī)械雜質(zhì)去除。氯化法TiO2無機(jī)表面處理在分級(jí)時(shí)所用到的設(shè)備為水力旋流器，且為了保證分級(jí)效果最佳，應(yīng)對(duì)漿液的分散情況進(jìn)行調(diào)控。

包膜

包膜是鈦白粉后處理工序中最關(guān)鍵、最難控制的一步，故氯化法TiO2生產(chǎn)的整個(gè)包膜過程是采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)進(jìn)行操作的。包膜工藝操作的關(guān)鍵是pH值等條件的控制。通過對(duì)無機(jī)表面處理劑的添加量、添加順序、包膜時(shí)的溫度、pH值、速度、時(shí)間等的調(diào)整，可以改變二氧化鈦包膜層的結(jié)構(gòu)和疏松度，從而制得具有不同吸油量和遮蓋力的顏料產(chǎn)品。

氯化法TiO2常用的表面包膜工藝主要有硅包膜、鋯包膜、鋁包膜和硅-鋁包膜幾種。

硅包膜

為了提高包膜鈦白粉的耐候性，需要在鈦白粉顆粒表面包覆一層致密的二氧化硅，但包硅后鈦白粉的消色力及亮度又會(huì)降低，故在包膜過程要嚴(yán)格控制工藝參數(shù)。當(dāng)pH值在8～11時(shí)，硅以氫氧化硅形式沉淀在二氧化鈦粒子表面，這種方式形成的硅包膜是最致密的。要想得到致密性硅包膜，首先溫度不得低于60℃，但溫度過高又易導(dǎo)致活性硅聚合，故在表面處理的過程中，應(yīng)提供均勻的反應(yīng)條件并配以良好的攪拌，并且將包硅量控制在2%~3%。這時(shí)，產(chǎn)品的消色力高、耐候性較好。

鋯包膜

鋯包膜可以提高間層結(jié)合力，而且能夠顯著地掩蔽二氧化鈦晶格表面上的光活性團(tuán)，提高二氧化鈦耐候性、光澤度和耐久性。鋯包膜劑質(zhì)量按二氧化鈦的0.1%~2.5%，(ZrO2量計(jì))加入，pH值控制在8~11，控制反應(yīng)溫度在50~60℃，使鋯以水合氧化鋯的形式沉淀于二氧化鈦粒子表面形成致密、均勻、連續(xù)的鋯膜。鋯包膜所形成的水合氧化鋯以羥基的形式牢固地鍵合在TiO2表面，其表面積和表面活性很大，具有很強(qiáng)的吸附力，能提高二氧化鈦基體與包膜層之間的結(jié)合力。使鋯以水合氧化物的形式沉淀在鈦白粉顆粒表面。

鋁包膜

致密均勻的氧化鋁膜可提高鈦白粉的耐候性，同時(shí)氧化鋁包膜可提高鈦白粉的分散性。在添加鋁包膜劑的過程流速要控制均勻，避免包膜劑自身析出，同時(shí)在添加包膜劑的過程中攪拌轉(zhuǎn)速控制需均勻，保證漿料的充分?jǐn)嚢�。在條件可以的情況下，適當(dāng)延長(zhǎng)包鋁的時(shí)間，可獲得致密的鋁膜。

硅-鋁包膜

在硅-鋁包膜中，先按要求加入磷酸鹽，TiO2漿液的pH值為9時(shí)，以六偏磷酸根離子形式吸附的P2O5約占0.1%，然后再進(jìn)一步進(jìn)行聚解或聚合。

硅-鋁包膜工藝流程圖

用硅-鋁包膜工藝生產(chǎn)的TiO2具有高耐候性、高光澤度和高白度。

參考資料：
申利.影響氯化鈦白粉表面處理效果的因素
魏孔.探究氯化法鈦白粉的無機(jī)表面處理