中國(guó)粉體網(wǎng)訊 鈦白粉是一種應(yīng)用廣泛的白色顏料，光學(xué)以及化學(xué)穩(wěn)定性較高。添加了鈦白粉的涂料，其顏色鮮艷度好、著色力強(qiáng)，具有良好的遮蓋力，能提高漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力。鈦白粉還能一定程度上阻隔紫外線(xiàn)的穿透和水分透過(guò)，減緩漆膜的老化。
光線(xiàn)在白色涂膜中的傳播路線(xiàn)示意
尤其是作為涂料配方中不可或缺的白色顏料，鈦白粉的需求量也在不斷上升，由此帶來(lái)的資源、能耗以及環(huán)境等的制約問(wèn)題也越來(lái)越突出。因此，提高鈦白粉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力迫在眉睫，而包膜是鈦白粉后處理過(guò)程中不可或缺的工序，可有效提升鈦白粉在涂料中的遮蓋力、分散性、穩(wěn)定性、耐候性等關(guān)鍵性能，是極具性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品提升方案。
1、鈦白粉包膜改性技術(shù)概況
目前可知的鈦白粉表面包膜技術(shù)的類(lèi)型非常多，例如比較均勻的包膜能夠使鈦白粉的耐候性得到一定程度的提高；多孔疏松的包膜可以提高鈦白粉表面包膜的遮蓋力等。而對(duì)于能夠同時(shí)滿(mǎn)足這些特性的鈦白粉產(chǎn)品，如何調(diào)節(jié)這些性能之間的關(guān)系，從而達(dá)到鈦白粉最佳的性能是目前我國(guó)仍需繼續(xù)研究的問(wèn)題之一。
具體而言，鈦白粉包膜技術(shù)包含兩種，一種是有機(jī)包膜；另一種是無(wú)機(jī)包膜（包覆）。有機(jī)包膜劑一般會(huì)使用有機(jī)硅類(lèi)、多元醇類(lèi)、有機(jī)胺類(lèi)等。無(wú)機(jī)包覆的技術(shù)種類(lèi)有氧化鋁包覆法、硅鋁氧化物復(fù)合的包覆法、氧化硅包覆法。這兩改性性技術(shù)是需要同時(shí)運(yùn)用的，并且有明確的順序標(biāo)準(zhǔn)，在正常的操作流程中，第一步需要進(jìn)行的操作流程是進(jìn)行無(wú)機(jī)包覆改性，第二步操作是對(duì)于有機(jī)包膜進(jìn)行改性。
鈦白粉包膜改性流程
對(duì)于鈦白粉無(wú)機(jī)包覆產(chǎn)品，其應(yīng)用性能較大程度上取決于包覆層的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)鈦白粉表面無(wú)機(jī)包覆層微觀(guān)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)調(diào)控，是鈦白粉產(chǎn)品應(yīng)用性能優(yōu)化的重要技術(shù)基礎(chǔ)。有機(jī)包膜改性這個(gè)階段的目的是為了提高鈦白粉的分散性。在國(guó)內(nèi)的相關(guān)工藝生產(chǎn)中最常用的有機(jī)包膜改性的方式是氣流粉碎。在包膜劑的選擇上，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
2、鈦白粉無(wú)機(jī)包覆技術(shù)提升作用
（1）氧化鋁包覆鈦白粉
鈦白粉表面包覆氧化鋁是工業(yè)中常見(jiàn)的提升鈦白粉水性體系分散穩(wěn)定性能的手段之一。其中，鈦白粉表面氧化鋁包覆層微觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)其顆粒表面羥基密度、表面自由能、表面電位、空間位阻等表面性質(zhì)產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而影響其在水性體系中的分散穩(wěn)定性能，通過(guò)調(diào)控包覆工藝因素可實(shí)現(xiàn)氧化鋁包覆層微觀(guān)結(jié)構(gòu)調(diào)控和優(yōu)化。
（2）二氧化鋯包覆鈦白粉
鈦白粉具有一定的光催化活性，可以吸收紫外光產(chǎn)生活性基團(tuán)，致使周?chē)袡C(jī)介質(zhì)發(fā)生降解，降低產(chǎn)品的使用壽命。二氧化鋯折射率高（2.170），且對(duì)紫外光的吸收能力極弱。因此，在鈦白粉顆粒表面包覆連續(xù)致密二氧化鋯，既能降低紫外光的吸收，又能阻礙活性基團(tuán)與周?chē)橘|(zhì)及外界環(huán)境之間的直接接觸，提升鈦白粉的耐光性能。
（3）二氧化硅包覆鈦白粉
鈦白粉表面二氧化硅包覆層可阻礙其與周?chē)橘|(zhì)及外界環(huán)境之間的直接接觸，提升鈦白粉的耐候性能。鈦白粉表面二氧化硅包覆層的微觀(guān)結(jié)構(gòu)直接決定鈦白粉顆粒暴露在外界環(huán)境或周?chē)橘|(zhì)中的面積，進(jìn)而影響其耐候性能。
（4）磷酸鋁包覆鈦白粉
鈦白粉在造紙、外墻涂料等工業(yè)中應(yīng)用時(shí)需同時(shí)具備高的耐光性能及優(yōu)良的分散穩(wěn)定性能�，F(xiàn)階段主要通過(guò)對(duì)鈦白粉進(jìn)行無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合包覆達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求。開(kāi)發(fā)一種經(jīng)單次無(wú)機(jī)包覆即可同時(shí)滿(mǎn)足耐光性能及分散穩(wěn)定性能要求的產(chǎn)品，可顯著降低后期有機(jī)包覆的成本。鋁基材料作為較好的電子受體，可湮滅鈦白粉吸收紫外光激發(fā)產(chǎn)生的光生電子，抑制活性基團(tuán)的產(chǎn)生，改善耐光性能；而磷酸根的引入可調(diào)節(jié)鈦白粉顆粒的表面電位，改善分散穩(wěn)定性能。因此，在鈦白粉表面包覆磷酸鋁可同時(shí)提升鈦白粉的耐光性能及分散穩(wěn)定性能。
3、鈦白粉有機(jī)包膜技術(shù)的提升作用
有機(jī)包膜劑的主要作用就是提高鈦白粉在有機(jī)物中的各種特性，其作用原理就是改變鈦白粉表面的特性，例如分散性。
鈦白粉粒子和有機(jī)包膜之間的連接方式主要有兩種，一種是化學(xué)吸附，就是通過(guò)鈦白粉粒子表面的羥基和有機(jī)包膜劑進(jìn)行反應(yīng)，從而進(jìn)行連接。另一種就是物理吸附，有機(jī)包膜劑在物理形式上表現(xiàn)出來(lái)的特性為表面吸附作用，分子由兩部分組成，分別為親油性和親水性。
當(dāng)包膜劑和鈦白粉發(fā)生物理接觸時(shí)，鈦白粉表面顆粒就會(huì)吸附極性基，而將非極性鍵暴露在外，從而形成一層保護(hù)膜。這種情況的鈦白粉顆粒呈現(xiàn)的是游離的狀態(tài)，而在這種狀態(tài)下，顆粒之間會(huì)非常容易產(chǎn)生分離，因此達(dá)到分離效果。
有機(jī)物表面的改性劑主要是各種表面活性劑，而分子是由極性羥基和非極性羥基兩部分組成，當(dāng)鈦白粉和改性劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，鈦白粉的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生非常大的改變，即親水性就會(huì)轉(zhuǎn)換為親油性。
還有另外一類(lèi)表面活性劑，如烷基苯酸鈉，它在水溶中能夠電離出大量的負(fù)電荷離子，使得水溶液中的鈦白粉顆粒的雙電層變厚，從而提高鈦白粉在水性介質(zhì)中的分散性能。
結(jié)語(yǔ)
鑒于包膜技術(shù)對(duì)鈦白粉產(chǎn)品性能的顯著提升作用，粉體網(wǎng)編輯認(rèn)為，包膜（包覆）技術(shù)的潛力依舊巨大，也可視為鈦白粉企業(yè)暴富的關(guān)鍵之一。
參考來(lái)源：
董雄波，等：無(wú)機(jī)包覆鈦白粉研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）
肖菲，等：鋯鋁包膜鈦白粉制備及其在涂料中的應(yīng)用研究，山東道恩鈦業(yè)有限公司
王歡歡，等：鈦白粉表面包膜改性技術(shù)研究，龍佰集團(tuán)股份有限公司
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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