提高钛白粉在涂料中分散性的改进方法
钛白粉在乳胶漆中应用概论
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乳胶涂料用钛白粉的有机处理涂料用钛白粉的有机处现状国外产品突出的优点是“开罐效果”好，打开包装后，给人一种很好的印象，外观细腻、丰满，酷似油漆，粘度高而均匀并具有良好的流动性；另一优点是施工性好，每平方米涂刷面积大，遮盖力强，涂膜平整无刷痕，色泽柔和，整体装饰效果好。
国内乳胶涂料产品，从选用的合成树脂乳液及用其配制涂料的涂膜性能上看，与国外产品不相上下，某些性能如耐水、耐污染等还优于国外产品。
但“开罐效果”及施工性、涂膜外观上还有不小差距。
打开包装后，往往出现上稀下稠现象，有的甚至有水分，下部有软沉淀，必须通过搅拌才能达到均匀。
有的产品从外观上看是注意了增稠问题，但却失去了流动性，施工性较差，涂膜刷痕严重，色彩不够柔和，丰满度也差些。
原因在于国内外乳胶涂料的原材料差距较大，其中钛白粉等分散性差异较大的粉体原料的选用是乳胶涂料差别的决定性因素。
应用了低端低质的钛白粉势必会对乳胶涂料的品质造成不良影响。
乳胶涂料对钛白粉的要求颜料在乳胶涂料中主要提供遮盖力和装饰性，填料可提高涂膜的机械性能和降低涂料成本。
颜填料在乳胶涂料中所占的比例在多数情况下都是最大的。
在半光和平光涂料中，颜填料与乳液的质量比多在 1．5：1 甚至 6：1 以上，有光乳胶涂料中的颜填料与基料比，多为 0．4～0．7：l，颜填料在乳胶涂料中的作用应给予重视。
乳胶涂料对颜填料的要求可从以下几方面考虑： (1)给涂料提供合适的颜色，使涂层能 i 够遮盖底材，使颜色看上去赏心悦目； (2)影响涂料的光泽，使涂层的光泽增加、降低或消失； (3)改善涂膜的强度，改善涂膜对基材的附着力； (4)使涂膜的耐候性、耐光、耐水、抗酸碱、抗腐蚀、耐损伤等性能有所改善； (5)在尽量不降低涂料综合性能的前提下，降低成本； (6)改善涂料的流动性和施工性能。
钛白粉在涂料中的应用
中国金红石型钛白粉与国外产品的质量有不小差距。
对涂料而言，存在众多体系：水性的内、外墙乳胶漆，油性外墙漆，船舶漆，粉未涂料，卷钢涂料，木器涂料，防腐涂料等。
不同涂料所采用的体系完全不同，对钛白粉的应用要求也不同：A.乳胶漆乳胶漆为水性，不含溶剂或含有少量溶剂，具有耐候、可刷洗、环保等优点，被广泛用作建筑涂料。
由于内、外墙乳胶漆所采用的乳液体系各异：丙烯酸型、苯丙、醋丙等。
从而对钛白粉的应用要求也不同。
近年来，各涂料厂为了提高生产效率，多取消了研磨工艺，由此，对钛白粉在乳胶漆中的分散性，分散稳定性的要求变得更为突出。
当然，钛白粉在乳胶漆中的遮盖力也同样重要。
在国产钛白粉中，如果以在乳胶漆中的分散性而论，龙蟒996名列前茅，与杜邦的R902基本无差异，镇江钛白的某个品种也不错；若以在乳胶漆中的遮盖率而论，则东佳的R2400及渝钛白的258较好。
在外墙乳胶漆中，各工厂基本上都使用进口金红石型钛白粉，如R706等。
国产钛白粉由于技术上存在的差距(耐候性)，目前还未被国际大公司在外墙乳胶漆中所采用。
某著名国际涂料集团十年前曾计划将其使用的钛白粉国产化率达50%以上，但直到今天，该集团采用的中国钛白粉的量仅占其总量的10％左右，主要原因是分散性，分散稳定性及遮盖力不能满足要求。
B．卷材和印铁涂料彩钢是近年来发展起来的新品种，彩钢具有坚固耐久、使用方便、美观大方、可以拆卸等优点而受到用户欢迎。
卷材涂料可分为里层和表层，表层又分为底漆和面漆。
表层要求高，面漆的要求更高。
卷材涂料对国产钛白粉要求与乳胶漆完全不同：卷材涂料为溶剂型，大量使用醇醚类溶剂，特殊酯类及酮类溶剂，多数为聚脂和环氧树酯体系。
强极性体系导致钛白粉不易分散，由于加工工序可包含研磨工序，反而对国产钛白粉分散性要求不苟刻，但对遮盖力要求高。
卷材涂料一般都使用金红石型，里层背面漆要求相对较低，可以使用国产金红石，表层漆还是用进口金红石型。
国产钛白粉可能多数是针对乳胶漆而开发，应用于卷材涂料中目前还达不到要求的细度及遮盖力。
钛白粉制品的制造工艺流程和参数控制
钛白粉制品的制造工艺流程和参数控制钛白粉是一种重要的白色无机颜料，广泛应用于各种领域，如涂料、塑料、纸张、油漆和橡胶等。
钛白粉的质量取决于制造工艺流程和参数控制，因此掌握其制造技术是非常重要的。
本文将对钛白粉制品的制造工艺流程及参数控制进行详细阐述。
1. 原材料的选择及处理钛白粉的主要原材料是钛矿石。
钛石经过矿物选别、粉碎、浸泡、过滤、干燥等工艺处理后，得到钛白粉制品的前体——氢氧化钛。
氢氧化钛中还含有一定量的杂质，如铁、铝、镁等，这些杂质会影响钛白粉的颜色和性能，因此必须进行精细处理。
主要的处理过程包括：酸洗、碳酸钠焙烧、湿法选择等。
2. 氧气化反应钛白粉的制造主要依靠气相氧气化方法。
氧化反应过程中，气体在高温高压条件下，使氢氧化钛粉末与氧气发生反应，产生四氧化三钛。
反应后得到的物质经过冷却、减压、分离、筛分等处理后，形成各种规格的钛白粉。
气体氧化反应是钛白粉制品的关键步骤。
促进氧化反应的主要因素有反应温度、气体流速、反应压力、气体净化、催化剂等。
其中，反应温度是最为重要的因素，一般在900℃以上才能使氧化反应达到较高的转化率。
3. 钛白粉精制处理钛白粉制造的最后一步是对钛白粉进行精细处理，这是决定钛白粉成品质量的重要环节。
主要包括粉碎、筛选、烘干、改性等过程。
粉碎：将钛白粉进行粉碎，使其粒径均匀，颗粒形状正常。
筛选：筛选过程中，将钛白粉松散及时筛出，以免成为粉屑，影响制品性能。
烘干：为了保持钛白粉干燥状态，防止吸湿或结块，必须进行烘干。
改性：通过表面处理，提高钛白粉的分散性、润湿性和延展性，从而提高其涂料、塑料等制品的性能。
4. 参数控制要得到高质量的钛白粉制品，必须进行精细的参数控制，如反应温度控制、氧气流量控制、反应压力控制等。
其间存在驻扎现象，需要进行反应条件优化和气流优化等设计，保证钛白粉制品的质量和稳定性。
反应温度：反应温度决定了钛白粉的产量和质量，温度控制是必要的。
一般反应温度在900 ℃-1100 ℃之间。
经有机硅处理的钛白粉在粉末涂料中应用性能
2.1 处理流程 为了亲自验证有机硅处理钛白粉的应用性能，故而笔者通
过实验，对有机硅处理的全过程展开分析，并将实验过程简要 叙述如下：
本次实验所采取的器材及原料包括实验原料 Ti O2，由上 海井宏实业有限公司所提供，晶型：金红石型，级别：油墨用，型 号：R-902+，表面无包覆。另采用变频调速搅拌器，其型号： ZFS，速度范围：1200rpm 以上，生产厂家：上海臻煊机电科技有 限公司。低温恒温槽，型号：DC0506，温度范围：-5～100（℃）， 产厂家：上海平轩科学仪器有限公司。循环水式真空泵，型号： 2BV，极限压力：0.09（7 pa），生产厂家：广州泊星泵阀源头厂。
1 钛白粉包膜处理的作用与意义
钛白粉后处理过程中，一项最重要的内容就是表面处理 [2]。所谓表面处理，实质上是在钛白粉颗粒表面，沉积金属或非 金属氧化物构成包膜，对原本二氧化钛颗粒的一些化学、物理 性质予以提升。其重点在于对该颗粒的光学活性做封闭处理， 从而确保基料上的大部分使用缺陷都能得到规避，进而改善钛 白粉自身的耐候、耐光性能[3]。要实现表面包膜，前提时分散表 面颗粒。而分散颗粒所采取的方式与钛白粉颗粒表面电荷有 关，可通过对组分比例进行调整，进而控制介质的极性，实现包 膜物质的电荷量调节，最终实现分散目的。现如今，对钛白粉 进行表面包膜的原材料主要有铝、硅、锆等等，而包膜过程需要 在特定温度下，将各种原材料和处理剂放在一起，通过搅拌、沉 降等过程，使得原材料颗粒表面附着一层包膜，进而稳定基料 化学性质，降低其光学活性，提升其作为涂料材料的使用性能 。 [4]
制备方法分为两个阶段，前一阶段进行湿法包膜，后一阶 段 采 取 干 法 包 膜 ，在 湿 法 包 膜 过 程 中 ，首 先 准 备 去 离 子 水 200ml，然后将 TiO2200g 投入离子水内，利用搅拌机器充分搅拌 10 分钟，搅拌速度为每分钟 1500r，经过抽滤后取出滤饼，在恒 温箱内以 150 摄氏度的温度进行烘干，最后将烘干的包膜粉末 用粉碎机进行粉碎，粉碎时间控制在 1 分钟即可，对粉碎后的钛 白粉性能进行检测。干法包膜阶段同样将 200g 钛白粉取出，而 后直接进行粉碎，在粉碎机最下部分，将这些已经被充分稀释 的包膜剂注入，在整个干法包膜结束后，即可进行性能方面的 检测。
钛白粉分散性的评价方法及影响因素和机理
加入分散剂后，粒子之间相互隔离，相互作用力减小，涂料体系的粘度下降。
这一趋势随着分散剂添加量的增加而增强，直至涂料粘度降至最低，呈现牛顿流体的特性。
其后，随着分散剂用量的逐渐增大，游离的分散剂之间的作用力使彼此间形成网络结构，从而使涂料粘度升高。
钛白粉分散性的评价方法细度板：常用的检测工具，粗略但快速。
光泽、雾影测量：与颜料的细度密切相关。
流平性测量：解絮凝分散的涂料其流动性能较为接近牛顿型流体。
指擦试验：有其他颜色存在时。
外观评价：起泡倾向。
储存稳定性：40°C储存1~4星期。
分散这个问题对于每一个钛白粉生产企业和使用企业而言都是首先需要解决的问题。
就钛白粉的生产与应用过程而言，分散性的好坏常常是评价该产品质量优劣的极为重要的指标。
金红石型钛白粉在涂料领域应用广泛，分散性更是关注的焦点。
钛白粉在水性涂料中分散原理钛白粉在水相中分散的基本原理：我们可以把钛白粉的研磨分散过程大致分为相互影响、相互制约的三个步骤：A、润湿;B、分离;C、稳定化。
在实际研磨分散过程中这三个步骤并不是循序渐进的，而是一环扣一环，相辅相成又相互制约的，即这三者中若有一个不能达到目的就会使研磨效率下降甚至产品不能达到所需求的程度，或者返粗。
在涂料生产的过程中，钛白粉分散的好坏直接影响着水性涂料的储存稳定性、涂膜外观和涂装作业难易等。
在水性涂料的生产过程中，钛白粉颜料的润湿过程是一个“钛白粉-空气”、“钛白粉-钛白粉粒子界面”被“钛白粉-树脂溶液界面”替换的过程，决定润湿效果的因素主要有树脂溶液在钛白粉颜料粒子表面的吸附，树脂向钛白粉颜料凝聚体空隙间的渗透。
粉碎过程是钛白粉颜料粒子的凝聚体或者附聚体通过剪切力或者冲击力破坏为细小粒子的过程，它不仅与设备有关系，还与钛白粉颜料的聚凝状态相关。
分散稳定是粒子间产生斥力而阻止粒子间再聚集的过程。
影响钛白粉分散性的因素及机理1、盐含量(电阻率)根据双电层的一般原理，表面带负电荷的微粒其双电层将会受到体系中阴离子或阴离子集团的压缩，从而导致微粒的Zeta电位下降并直接导致分散体系的稳定性下降，尤其明显的是高价阴离子或阴离子集团对处于分散状态的微粒的Zeta电位的影响更为突出。
钛白粉知识点汇总
色母粒
• 塑料色母粒是一种高浓缩、高效能的颜色 配制品，即颜料以超常浓度均匀分布在载 体树脂中，并形成一定粒径的颗粒。它主 要由核心层（颜料）、偶联层（偶联剂或 表面活性剂）、分散层（润滑剂或分散 剂）、增混层（载体树脂）等组成，广泛 用于吹膜、注塑、热压等塑料制品的生产。 据不完全统计，我国用于色母粒生产的钛 白每年为2~3 万t。
2、粒径分布，氯化法钛白粉有更好的粒径分布； 3、色相，由于粒径及杂质的问题，硫酸法钛白粉的
色相基本属于黄相，而氯化法钛白粉偏蓝相； 4、分散性的差异：二者没有明显差异。和包膜种类
有一定关系。 5、遮盖力的差异：由于氯化法钛白粉粒度分布更为
集中，其遮盖力稍微高点； 6、价格：氯化法生产原料要求高，生产设备投资大
，总体成本要高于硫酸法，因此，价格也较高。
天津麦斯特科技
表面处理（包膜）
• 单纯TiO2表面存在晶格缺陷，有许多光活化点， 在紫外线作用下，会引起化学反应，造成颜料变 色。颗粒越小，活化点越多，耐光性耐候性就越 差。
• 未经处理的钛白粉煅烧得到的粒子很小，具有很 高的比表面能，极不稳定，在高温下很快地团聚 ，形成亚稳态的较大的粒子。 TiO2颗粒越小，粒 子间作用越强，更容易团，改善光泽和白度，提 高耐候性。
• 锆包膜，提高光泽度、耐候性、耐久性。
• 硅包膜是而二氧化硅来改性，分致密膜和多孔膜 ，致密膜的耐候性特别好，常用于高光泽、高耐 久性的磁漆和塑料等涂料，多孔膜能提高乳胶漆 较高的干遮盖力。
• 有机包膜，提高分散能力，提高涂料储存的稳定 性，提高漆膜光泽和钛白粉消色力和遮盖力。
天津麦斯特科技
行业对钛白粉的性能要求
• 钛白粉颗粒形状及光反射是否均匀，直接 影响钛白粉的分散性能。如果钛白粉颗粒 表面光洁、反射均匀，其分散性就好，所 制备的白墨光泽度和白度也较好；反之， 颗粒表面粗糙，漫反射增加，就会大大降 低光泽度，分散性也差，直接影响白墨的 白度和转印性能。
用于油漆涂料生产的一种新型分散技术
用于油漆涂料生产的一种新型分散技术——德国伊思创公司的Conti-TDS高速分散机发明于上世纪中叶且仍在当今涂料的生产上使用。
此类设备存在太多缺点和制约，对成品产生负面影响。
德国伊思创公司的Conti-TDS 是一种新型的、先进的分散技术，已开始在涂料生产上替代传统的高速分散机。
这项新技术能够极大的降低生产成本和减少加工时间，达到更高水平的分散度，改善产品品质和节约原料等的附加效果。
相比之下，这项新技术的能耗降低至只有传统高速分散机的30%左右。
最后，这项新技术灵活性高并且可以根据需要容易的扩展。
与同样产能的传统高速分散机相比，投资成本要低40%以上。
分散是油漆涂料生产中最重要的工序，其对成品品质的影响最大。
分散的效果越好，最终涂层中分散的颜料、填充剂、流变改性剂和所有其他功能添加剂的效率就越高。
传统的高速分散机是简单的自由旋转的圆盘片，其圆周上有向上和向下弯曲的齿。
由于转动的分散盘与容器的静态壁之间的距离较宽，剪切速率非常低：大约只有50S-1 。
在如此低的剪切速率下产生的剪切力，高速分散机需要非常高粘度的液体或至少产品具有剪切增厚或膨胀的流变特性。
然而油漆与涂料具有与之截然相反的流变性:它们是低粘度的、具有剪切变稀和触变性。
高速分散机无法在低粘性油漆或涂料中产生显著的剪切效应。
利用高速分散机进行剪切分散，必须极大提高产品的粘度。
因此，高速分散机的分散过程从一开始就需要加入比必要的更多的增稠剂，而且仅加入一部分液体以得到更高的粘度。
这实际上是完全自相矛盾的，因为必须被分散的大多数的添加成分都是些非常精细的粉料 (颜料、硅土、填料和填充剂)，在添加微细的粉料之前先将液体制备成高粘度是很荒谬的。
粘度越高，对微细粉料的润湿与分散就越差。
高粘度的液体无法进入最小的毛细管，无法像低粘性液体一样快速和完全的润湿颗粒。
其后果导致稳定的团块，品质低，分散和研磨时间加长，产生热量并且浪费能量。
在分散开始时添加增稠剂有负面作用的另一个原因：大多数的增稠剂是剪切敏感的聚合物，在分散过程中，聚合物会有一部分受到破坏，它们的功效以不可控的方式下降。
涂料用钛白粉的一般质量指标及控制要点及标准
1.5、涂料用钛白粉的一般质量指标及控制要点1.5.1、分散性分散性又称研磨分散性或研磨湿润性，在以水为使用介质时（如化纤、造纸用钛白粉）则称为水分散性。
分散性是钛白粉的重要的应用指标，任何优秀的颜料，只有它的颗粒能够均匀地分散到展色剂中，才能充分体现它的各种光学效果和颜料性能。
分散性的好坏不仅影响钛白粉的消色力、遮盖力、吸油量等指标，而且也影响涂料成膜后的光泽和耐候性能。
为了提高钛白粉在不同介质中的分散性能，通常要在无机表面处理后，添加各种不同的表面活性剂以增强其在不同展色剂中的分散性。
影响钛白粉颜料分散性的因素主要有：粒径大小、比表面积、表面自由能、表面电荷、pH 值、极性、表面吸附状态等表面性质，也与展色剂的性质有关。
1.5.2、白度白度就是物质对可见光吸收和反射两部分之比，它又综合了亮度和色调两种光学效果。
影响二氧化钛白度的因素是复杂的，在钛白粉的生产中，具有实际意义的是二氧化钛中的杂质含量和粒径与粒径分布。
因此为了提高白度，除了尽可能地减少杂质含量，提高化学纯度，避免二氧化钛晶格出现缺陷来降低K 外，同时还要调整和控制二氧化钛的粒径和粒径分布，增强其分散性，提高S 。
白度通常是以颜色指数（color index ，简称CI ）表达的。
通过测定二氧化钛颜料在红（R ）、绿（G ）、蓝（B ）光下的反射值，按下式进行计算：颜色指数 CI =100⨯-GBR计算后若为正值，表示颜料呈黄相；负值表示呈蓝相。
1.5.3、着色力和消色力颜料的着色力是指它加入到一种涂料中以后能改变该种涂料的色彩并呈现自身色彩的能力。
有时为了区分着色颜料和白色颜料，把着色颜料的着色能力称为着色力，而把白色颜料的着色能力称为消色力。
我国现行国标对二氧化钛颜料的评价采用的是与标样相比较的方法，是在特制的含有群青的蓝色浆料中加入定量的二氧化钛制成的浆料，再与标准二氧化钛制成的浆料进行色彩比较，并以%表示，称为相对消色力。
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提高钛白粉在涂料中分散性的改进方法
钛白粉（英文名称：titanium oxide），主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料。
学名为二氧化钛（titanium dioxide），分子式为TiO2是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。
在涂料体系中使用GR复合钛白颜料可限得与钛白粉相同或相近的性能指标；GR复合钛白颜料可广泛应用于涂料体系中，改善涂料的性能，较大幅度地降低材料的使用成本。
钛白粉是涂料次要成膜物质，它不仅能使被涂物体表面光亮洁白，而且还能增强涂料的耐候性、抗粉化能力以及流变性。
而钛白粉的分散性好坏在涂料中非常重要，它的优劣会直接影响到涂料的生产工艺、生产设备和产品质量。
了解钛白粉在涂料中的分散因素，不但可以提高涂料质量，还可以降低污染排放量，使国家的清洁工业要求得到更好的执行。
1.影响分散的因素
在溶剂型涂料中，当树脂和溶剂油确定后，钛白粉的应用性能与表现特性，便决定了其的分散与分散稳定化程度。
首先，平均粒径大小和粒度分布影响钛白粉颜料性能。
当钛白粉粒径小于200nm的质量百分数在30%左右时，Zeta电位大约在-70mv;若质量百分数小于20%时，Zeta电位大约在-40mv，可见钛白粉的粒径情况严重影响其表面电性，从而影响表面吸附性能。
需注意，粒径也不能太小，否则会影响钛白粉的其他性能，最好控制粒度在(0115～013)Lm。
其次，可溶性物质含量的高低影响钛白粉应用性能。
在混合涂料分散体系中，极性很强的无机离子既会抵消钛白粉表面的电荷，又无法形成强大的双电层，使钛白粉表面的吸附作用减弱，使树脂无法牢固吸附在钛白粉颗粒表面，从而降低了钛白粉分散稳定化程度，导致其在溶剂型涂料中返粗。
再次，吸油量的高低影响钛白粉分散性或分散稳定性。
高吸油量的钛白粉研磨分散后，一部分溶剂油会被钛白粉吸收，使溶解树脂的油不足，树脂溶剂化程度降低，消弱了钛白粉的吸附性，导致其分散性和分散稳定性降低。
2.提高分散性的途径
第一，严格控制粒径及粒度分布。
钛白粉粒径和粒度分布影响因素较为复杂，要完全掌握较为困难，因此可首先对水解工艺和技术进行改进，保证生成的原级粒子均匀。
其次可加强煅烧关键温度点的控制，使二氧化钛粒子均匀成长。
最后进行产品的粉粹，可选择效率高、分级效果好的气流粉碎机代替雷蒙系统，以稳定钛白粉表面特性。
第二，严格控制吸油量和水溶物。
钛白粉吸油量主要与煅烧过程中煅烧氛围或煅烧高温点温度有关，若控制不当，会造成钛白粉颗粒晶格缺陷和粒子形状不规则，因此，一定要控制合适的煅烧温度，调节进料量和窑体转速的合理匹配，减少颗粒的晶格缺陷和粒子规则的几何外形。
第三，严格做好表面处理。
目前，国内厂家生产的大多为锐钛型钛白粉，其在涂料中的分散性较差，在国家提倡清洁工业的大背景下，其在涂料行业中的应用逐渐被金红石钛白粉所取代。
对于仍在使用锐钛型钛白粉的涂料企业，可以通过表面处理来改变其表面特性，如选择有机硅、偶联氮试剂或者一些多聚磷酸盐等。
分散性是钛白粉生产商最关心的一项重要指标，分散性不好，不仅钛白粉的功效将大打折扣，污染也将加剧。
随着我国经济的高速发展与政策，尤其是环保政策的日益完善，与钛白粉相关的产业尤其是涂料制造业发展日新月异，这给我国钛白粉制造业带来了前所未有的机遇与挑战。
因此，钛白粉企业应认真研究产品性能，及时改进生产工艺，夯实根基，让国家政策由阻力变推力，实现企业的稳定腾飞。
中国新型涂料网。