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厦门中核商贸有限公司

是一家致力于为塑料、涂料、纺织、搪瓷、陶瓷、造纸等行业提供专用钛白粉服务的专...

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钛白粉进行包膜改性处理的原因?
发布时间:2021-11-11        浏览次数:145        返回列表
   我国钛白粉的质量##多属于中档水平,国产钛白粉很难进入国内高档钛白粉市场,国内高档钛白粉##部分需要进口,因此提高钛白粉的质量成为当务之急。

  而国产钛白粉应用性能不佳,其原因归根结底是钛白粉包膜技术落后,不能满足高档产品的市场需求。

  啥是钛白粉?

  钛白粉,学名二氧化钛(TiO2 ),相对分子质量79.9,是一种白色颜料,没有毒性,白度和光亮度较佳,不透明性也较好。

  金红石晶体结构

  涂料工业是钛白粉的主要用户,特别是金红石钛白粉,##部分被涂料工业所消耗。

  塑料工业中对钛白粉的需求也很多。钛白粉添加至塑料中,对塑料的性能有很##的改善,可以使塑料制品的物理化学性能得到改善,延长使用寿命,增强力学强度。

  造纸工业中铁白粉也得到广泛应用。造纸工业中添加钛白粉后,纸的色泽和质感等有很##的提升。

  铁白粉是##油墨中不可缺少的白色颜料。金红石,锐铁矿型铁白粉都可以应用于油墨工业。

  钛白粉在纺织和化学纤维行业有广泛应用,橡胶工业也需要##量的钛白粉。

  此外,钛白粉还在化妆品、食品、医药、瓷釉、电焊条、玻壳及电子方面有广泛应用。

  不包膜,无创新

  中国钛白粉工业一直处于高速发展阶段,但是国内钛白粉产品质量参差不齐,高档金红石型钛白粉所占比例较少。

  这其中的原因,一方面是因为先进的包膜技术一直被国外亨兹曼、杜邦、科斯特等公司垄断,另一方面中国钛白粉行业实质上欠缺相应的技术改革和创新。

  由此看来,中国钛白粉行业必须要搞钛白粉表面改性包膜创新,不搞不行!

  钛白粉的表面性质除了与生产方式有关,还与其表面包膜工艺和包膜的效果有密切的关系,进而影响其在应用体系的分散性、光泽性、耐候性和吸油量等性能。

  目前来讲,钛白粉的表面处理方法可以分为无机表面处理和有机表面处理两##类。

  1

  无机表面处理

  无机表面处理一般是通过沉淀和吸附,在钛白粉颗粒表面包覆一层或多层无机水合氧化物膜。通过无机表面包覆可以堵塞钛白粉的晶格缺陷,从而改善钛白粉微粒的耐候性。

  (1)氧化铝包膜

  在TiO 2 的浆液中,加入可溶性的铝盐Al 2 (SO 4 ) 3 或NaAlO 2 ,在均匀搅拌下用碱或酸调节至pH=9~10,使铝在TiO 2 颗粒表面以Al(OH) 3 沉淀析出。

  理论研究揭示,包膜的Al 2 O 3 约有50%~75%是以AlO(OH)形式存在,其余是以无定形水凝胶的形式存在。

  (2)氧化硅包膜

  在TiO 2 的浆液中,加入水溶性的硅化合物如Na 2 SiO 3 ,用酸调节至pH=8~9,此时硅以Si(OH) 4 的形式沉淀在TiO 2 颗粒的表面。

  这种膜的特征是:首先膜厚基本均匀,结构致密,是连续的,不是多孔的海绵状;其次氧化硅以羟基形式牢固地结合到钛白粉表面。

  (3)硅铝氧化物复合包膜

  在无机物处理中,只采用一种金属水合乳化物或氢氧化物作包膜剂,对TiO 2 抗粉化性与保光性的提高是有限的,而氧化硅、氧化铝合用可以获得显著的效果。

  绍氧化物复合包膜:在设定温度下,向钛白粉浆液中同时慢慢滴加硅酸钠和硫酸钠溶液,通过加料速度调整PH值至设定值,陈化数小时,水洗至无硫酸根离子,过滤,干燥。

  (4)锆包膜

  以六偏磷酸钠为分散剂,使用二氧化锆对金红石型钛白粉进行表面包覆。金红石型钛白粉经过表面包覆,其化学性质稳定。表面包覆膜能有效屏蔽金红石型钛白粉的光化学活性,改善其吸附性、分散性、耐候性。

  其包膜过程的化学反应式,经段海婷等人实验获得,如下图所示。

  (5)铈包膜

  金属铈是稀土元素的一种,铈氧化物具有良好的紫外线屏蔽能力。对金红石型钛白粉颗粒表面进行CeO 2 包覆,当浆液温度为70℃和pH值为8.8时,加入硝酸铈溶液,然后调节pH值至9.5,经过陈化数小时获得高耐候性的金红石型钛白粉。

  其包膜过程的化学反应式如下图所示。

  2

  有机表面处理

  有机包膜的主要作用是提高钛白粉在有机介质中的流变性能、分散和湿润,其机理是改变钛白粒子的表面性质。

  钛白粉粒子和有机包膜剂的连接方式主要有两种:

  一种方式是化学吸附,即钛白表面的羟基与有机包膜剂反应而连结起来;

  另一种是物理吸附,有机包膜剂多为表面活性剂,当它和钛白粉颗粒接触时,使非极性基暴露在外与漆基亲和形成一层膜,钛白粉颗粒在有机物中呈游离状态,颜料颗粒彼此相互分离,达到分散效果。

  有机表面包膜改性通常都是无机表面包膜改性后。

  加入方法有两种:

  一种是湿法加入,即在水洗后、干燥前,滤饼两次加水制成浆料加入。该法适用于包氧化硅量较##的钛白粉,采用喷雾干燥的工艺;

  另一种是干法加入,钛白粉气流粉碎时加入。操作时有机分散剂的水溶液可从气流粉碎机加料口喷入。

  常见的有机包膜剂可以分为三##类:有机胺类、多元醇类和有机硅类。钛白粉官网:www.xmtio2.com