钛白粉无机包膜优化研究.pdf

第36卷第2期
四川冾金
Vol, 36 No. 2
2014年4月
Sichuan Metallurgy
Ap,,2014
文章编号:1001-5108(2014)02-0039-06
钛白粉无机包膜优化研究
王玥
(攀钢集团重庆钛业有限公司,重庆400055)
摘要:表面处理是金红石钛白粉生产的关键工序,本文研究了不同エ艺条件对TiO2包膜效果的
形响,以包膜后的分散性、亮度、Tcs等应用性能的变化为依据确定相应的工艺参数。
关键词:二氧化钛;无机包膜;亮度;消色力
中图分类号:TQ621
文献标识码:A
Study on the Optimization of Titanium Dioxide Inorganic Coated
WANG Yue
(Pangang Group Chongqing Titanium Industry Co, Ltd. Chongqing 400055)
Abstract: Surface treatment is a key process in rutile titanium dioxide producing, the effects of dif
ferent process conditions of Ti coating is studied, the changing of dispersion, brightness, Tc
etc after coating to determine the appropriate process parameters
Key words: titanium dioxide; inorganic coating; brightness; achromatic power
的进一步提高,近几年,已有部分企业在这方
1引言
面开始有所投入,开始开展此方面工作,但由
钛白粉是一种技术密集型的精细化工产于对表面处理包膜机理的研究不够和国外企
品,在造纸、塑料、橡胶、涂料及复合材料等行业对此方面的技术封锁,都进展缓慢。
业发挥着巨大的作用,发达国家的许多大型
企业十分重视研究开发这种亚微米级的高附2表面处理的目的及本文研究内容
加值、高功能的精细无机材料,并长期垄断了2.1表面处理目的
高档钛白的生产技术和国际市场。与国外先
TiO2颜料的折光指数在白色颜料中是最
进的钛白生产企业相比,我国钛白行业的特高的。在适宜的粒度和粒度分布下,对光有
点是分布广、规模小、技术落后,缺乏竟争力。优良的散射能力,所以着色力高,遮盖力大。
中国企业前几年并不重视产品的市场开发和但是,世界上任何事物都是一分为二的,TiO2
细分工作,对产品功能性和应用性能改善显也有若干与生俱来的明显缺陷,其中最突出
著的后处理即钛白粉表面无机包膜工艺的研的是它的光化学活性,即在光照射下会发生
究很不透彻。随着下游客户对产品质量需求复杂的化学过程并促使周围的介质破坏,造
作者简介:王玥,工程师,主要从事钕白粉工艺技术研究及管理工作
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成涂膜粉化、失光、耐候性降低。再则,这种TiO2粒子表面形成一层均匀的无色或白色无
本质上亲水憎油的颜料,若不经后处理,在各机氧化物膜,以堵塞TiO2的光活化点,提高
种水性和非水性介质中分散均不好。工艺的耐候性。有机处理是在TO2表面包膜一层
改进可使上述缺陷的表现程度有所降低,但有机氧化物膜或表面活性剂,使TiO2粒子保
无法完全排除。因此,无论理论还是实践,均持分散状态并可以在有机介质中更好地相容
公认必需对产品进行后处理,主要是表面处均匀地分散。对TiO2进行表面处理,一般先
理。通过无机表面处理主要提高其耐候性、进行无机表面处理,后进行有机表面处理。
分散性、亮度和化学稳定性,通过有机表面处无机表面处理的材料一般用SiO2(二氧化
理主要解决其在不同介质中的分散问题,提硅)、Al2O(氧化铝)、ZrO(氧化错)、ZnO(氧
高其应用性能。TiO2的表面处理对于品种的化锌)。
发展有着重大意义,是新产品开发的主要手
SiO2普遍存在于自然界中,纯净的SiO2
段。虽然通过对硫酸法的水解和煅烧及氯化为无色透明的晶体,称为“石英”,为光学仪器
法气相氧化工艺的调节,会按照预先的需要的重要材料,是花岗岩、片麻岩、石英岩、砂岩
制造出金红石型和锐钛型产品,以及获得不等岩石的重要成份。SiO2不溶于水和酸,可
同粒度与粒度分布的同一晶型产品,但绝大溶于碱,用于制造化学器皿、玻璃及耐火材
多数品种的产品则是用相同的半成品进行不料等。
同的表面处理而制造的
Al2O3(为白色粉末,不溶于水,有不同的
2.2本文研究内容
晶型)。其中γ-Al2O。溶于酸或碱,是典
在浆料PH值、无机包膜剂不变和无机型的两性氧化物,冶炼金属铝的主要原料,也
包膜加料顺序不变等实验条件相同的情况可用作吸附剂。a-A12O2一般不被化学药
下,改变硫酸锆、硫酸铝、加料速度等的不同,品腐蚀,在自然界中以刚玉的形式存在。刚
对产品分散性,产品亮度的影响,确定最优包玉硬度仅次于金刚石,可制钻头、砂轮、锉刀
膜方案。并在工业试验中验证了试验的可及轴承等。A12O也是重要的耐火材料和
行性。
填料
3无机包膜实验
用硫酸法生产的金红石型TiO2一般要
进行氧化铝、氧化硅、氧化錯处理,耐磨性特
3.1实验设备和原料
强,光泽度高且着色力好,有较高的遮盖力及
实验没备:实验室气流粉碎机、包膜处理极佳的室外耐候性的产品一般其含量依次为
鑵、烘箱、玛瑙研磨仪、水环真空泵、布氏2%-5%,1%ー2%、0.3%一1%。单纯采用
漏斗。
Al2O表面处理的TiO2有较好的分散性,但
实验原料:二氧化钛浆料、无机包膜剂、耐候性不足。用SO2致密包覆在Al2O2处理
分散剂、无机处理剂。
后的表面上,耐候性可大大提高,但TiO2含
3.2实验原理
量降低,着色强度会有一定下降。
为了提高TiO2的耐候性和化学稳定性,
无机包膜剂的选择以及添加王艺:(1)无
改善TiO2在不同介质中的分散性,通常要对机包膜剂的选择。用于金红石钛白的无机包
T1O2进行表面处理。无机表面处理就是在膜剂很多,主要包括钛、锫、锌、锰等可溶性化