我國(guó)鈦白粉的質(zhì)量大多屬于中檔水平，國(guó)產(chǎn)鈦白粉很難進(jìn)入國(guó)內(nèi)高檔鈦白粉市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)高檔鈦白粉大部分需要進(jìn)口，因此提高鈦白粉的質(zhì)量成為當(dāng)務(wù)之急。

而國(guó)產(chǎn)鈦白粉應(yīng)用性能不佳，其原因歸根結(jié)底是鈦白粉包膜技術(shù)落后，不能滿足高檔產(chǎn)品的市場(chǎng)需求。

啥是鈦白粉？

鈦白粉，學(xué)名二氧化鈦（TiO₂），相對(duì)分子質(zhì)量79.9，是一種白色顏料，沒(méi)有毒性，白度和光亮度較佳，不透明性也較好。

金紅石晶體結(jié)構(gòu)

涂料工業(yè)是鈦白粉的最主要用戶，特別是金紅石鈦白粉，大部分被涂料工業(yè)所消耗。

塑料工業(yè)中對(duì)鈦白粉的需求也很多。鈦白粉添加至塑料中，對(duì)塑料的性能有很大的改善，可以使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，延長(zhǎng)使用壽命，增強(qiáng)力學(xué)強(qiáng)度。

造紙工業(yè)中鐵白粉也得到廣泛應(yīng)用。造紙工業(yè)中添加鈦白粉后，紙的色澤和質(zhì)感等有很大的提升。

鐵白粉是高級(jí)油墨中不可缺少的白色顏料。金紅石，銳鐵礦型鐵白粉都可以應(yīng)用

于油墨工業(yè)。

鈦白粉在紡織和化學(xué)纖維行業(yè)有廣泛應(yīng)用，橡膠工業(yè)也需要大量的鈦白粉。

此外，鈦白粉還在化妝品、食品、醫(yī)藥、瓷釉、電揮條、玻殼及電子方面有廣泛應(yīng)用。

不包膜，無(wú)創(chuàng)新

中國(guó)鈦白粉工業(yè)一直處于高速發(fā)展階段，但是國(guó)內(nèi)鈦白粉產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，高檔金紅石型鈦白粉所占比例較少。

這其中的原因，一方面是因?yàn)橄冗M(jìn)的包膜技術(shù)一直被國(guó)外亨茲曼、杜邦、科斯特等公司壟斷，另一方面中國(guó)鈦白粉行業(yè)實(shí)質(zhì)上欠缺相應(yīng)的技術(shù)改革和創(chuàng)新。

亨茲曼所產(chǎn)鈦白粉

由此看來(lái)，中國(guó)鈦白粉行業(yè)必須要搞鈦白粉表面改性包膜創(chuàng)新，不搞不行！

鈦白粉的表面性質(zhì)除了與生產(chǎn)方式有關(guān)，還與其表面包膜工藝和包膜的效果有密切的關(guān)系，進(jìn)而影響其在應(yīng)用體系的分散性、光澤性、耐候性和吸油量等性能。

鈦白粉包膜改性工藝一般流程

目前來(lái)講，鈦白粉的表面處理方法可以分為無(wú)機(jī)表面處理和有機(jī)表面處理兩大類(lèi)。

1.無(wú)機(jī)表面處理

無(wú)機(jī)表面處理一般是通過(guò)沉淀和吸附，在鈦白粉顆粒表面包覆一層或多層無(wú)機(jī)水合氧化物膜。通過(guò)無(wú)機(jī)表面包覆可以堵塞鈦白粉的晶格缺陷，從而改善鈦白粉微粒的耐候性。

（1）氧化鋁包膜

在TiO₂的漿液中，加入可溶性的鋁鹽Al₂(SO₄)₃或NaAlO₂,在均勻攪拌下用堿或酸調(diào)節(jié)至pH=9~10，使鋁在TiO₂顆粒表面以Al(OH)₃沉淀析出。

理論研究揭示，包膜的Al₂O₃約有50%~75%是以AlO(OH)形式存在，其余是以無(wú)定形水凝膠的形式存在。

（2）氧化硅包膜

在TiO₂的漿液中，加入水溶性的硅化合物如Na₂SiO₃，用酸調(diào)節(jié)至pH=8~9，此時(shí)硅以Si(OH)₄的形式沉淀在TiO₂顆粒的表面。

這種膜的特征是：首先膜厚基本均勻，結(jié)構(gòu)致密，是連續(xù)的，不是多孔的海綿狀；其次氧化硅以羥基形式牢固地結(jié)合到鈦白粉表面。

（3）硅鋁氧化物復(fù)合包膜

在無(wú)機(jī)物處理中，只采用一種金屬水合乳化物或氫氧化物作包膜劑，對(duì)TiO₂抗粉化性與保光性的提高是有限的，而氧化硅、氧化鋁合用可以獲得顯著的效果。

紹氧化物復(fù)合包膜：在設(shè)定溫度下，向鈦白粉漿液中同時(shí)慢慢滴加硅酸鈉和硫酸鈉溶液，通過(guò)加料速度調(diào)整PH值至設(shè)定值，陳化數(shù)小時(shí)，水洗至無(wú)硫酸根離子，過(guò)濾，干燥。

（4）鋯包膜

以六偏磷酸鈉為分散劑，使用二氧化鋯對(duì)金紅石型鈦白粉進(jìn)行表面包覆。金紅石型鈦白粉經(jīng)過(guò)表面包覆，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。表面包覆膜能有效屏蔽金紅石型鈦白粉的光化學(xué)活性，改善其吸附性、分散性、耐候性。

（5）鈰包膜

金屬鈰是稀土元素的一種，鈰氧化物具有良好的紫外線屏蔽能力。對(duì)金紅石型鈦白粉顆粒表面進(jìn)行CeO₂包覆，當(dāng)漿液溫度為70℃和pH值為8.8時(shí)，加入硝酸鈰溶液，然后調(diào)節(jié)pH值至9.5，經(jīng)過(guò)陳化數(shù)小時(shí)獲得高耐候性的金紅石型鈦白粉。

2.有機(jī)表面處理

有機(jī)包膜的主要作用是提高鈦白粉在有機(jī)介質(zhì)中的流變性能、分散和濕潤(rùn)，其機(jī)理是改變鈦白粒子的表面性質(zhì)。

鈦白粉粒子和有機(jī)包膜劑的連接方式主要有兩種：

一種方式是化學(xué)吸附，即鈦白表面的羥基與有機(jī)包膜劑反應(yīng)而連結(jié)起來(lái)；

另一種是物理吸附，有機(jī)包膜劑多為表面活性劑，當(dāng)它和鈦白粉顆粒接觸時(shí)，使非極性基暴露在外與漆基親和形成一層膜，鈦白粉顆粒在有機(jī)物中呈游離狀態(tài)，顏料顆粒彼此相互分離，達(dá)到分散效果。

有機(jī)表面包膜改性通常都是無(wú)機(jī)表面包膜改性后。

加入方法有兩種：一種是濕法加入，即在水洗后、干燥前，濾餅兩次加水制成漿料加入。該法適用于包氧化硅量較大的鈦白粉，采用噴霧干燥的工藝；

另一種是干法加入，鈦白粉氣流粉碎時(shí)加入。操作時(shí)有機(jī)分散劑的水溶液可從氣流粉碎機(jī)加料口噴入。

常見(jiàn)的有機(jī)包膜劑可以分為三大類(lèi)：有機(jī)胺類(lèi)、多元醇類(lèi)和有機(jī)硅類(lèi)。

寫(xiě)在最后

國(guó)際先進(jìn)的包膜技術(shù)一直為少數(shù)鈦白粉制造公司控制和保留，國(guó)內(nèi)企業(yè)很難通過(guò)技術(shù)引進(jìn)而獲得。先進(jìn)的技術(shù)工藝等不來(lái)，只有自主研究，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的鈦白粉包膜技術(shù)，才能夠提高我國(guó)鈦白粉產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量的升級(jí)換代產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。

著眼于企業(yè)角度，研發(fā)出新的產(chǎn)品和改進(jìn)原有包膜技術(shù)，打破國(guó)際鈦白粉包膜技術(shù)的壟斷局面，將為鈦白粉企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)部分或完全替代進(jìn)口，從而一舉打入高檔鈦白粉市場(chǎng)，能夠極大提高生產(chǎn)效益。

參考來(lái)源

陳隆.金紅石型鈦白粉無(wú)機(jī)-有機(jī)包覆及耐候性研究

張智濤.鈦白粉表面包膜改性技術(shù)研究

廖鑫等.鈦白粉制備技術(shù)的研究及發(fā)展

中國(guó)粉體網(wǎng)訊