2021年粉体表面改性技术高级研修班将于2021.4.22~23在江苏南京举行，请关注微信公众号“粉体技术网”参加，我来为大家讲解一下关于钛白粉的白度和遮盖力?跟着小编一起来看一看吧!
钛白粉的白度和遮盖力
2021年粉体表面改性技术高级研修班将于2021.4.22~23在江苏南京举行，请关注微信公众号“粉体技术网”参加！
表面无机包覆是钛白粉后处理过程不可或缺的工序之一，采用氧化铝、二氧化硅、二氧化锆、磷酸铝、二氧化铈、二氧化锡等对钛白粉进行包覆处理，可改善其分散稳定性能、耐光性能及耐候性能，以满足涂料、塑料、造纸、油墨、化妆品、橡胶等领域的实际应用要求。 1、氧化铝包覆钛白粉 表面包覆氧化铝是工业中常见的提升钛白粉水性体系分散稳定性能的手段之一，氧化铝包覆层微观结构对其颗粒表面羟基密度、表面自由能、表面电位、空间位阻等表面性质产生直接影响，进而影响其在水性体系中的分散稳定性能，通过调控包覆工艺因素可实现氧化铝包覆层微观结构调控和优化。 （1）最佳工艺 当氧化铝包覆层为勃姆石结构，且其连续性与孔隙度越高，则絮状结构越显著，钛白粉包覆氧化铝样品在水性体系中的分散稳定性能越优。当反应pH为9、反应温度为70℃、氧化铝与钛白粉质量比为3.2%、反应时间为60min、熟化时间为120min、浆料浓度（固相质量分数）为25%、NaCl加入量为2.5%（质量分数）、预分散剂用量为0.3%（质量分数）时，所制备氧化铝包覆金红石型钛白粉样品表面生成絮状、高连续勃姆石包覆层，具有优异的水性体系分散稳定性能。 （2）性能提升机理 氧化铝包覆层显著提升钛白粉样品在水性体系中分散稳定性能的机理： 1）钛白粉颗粒表面絮状或纤维状水合氧化铝包覆层的形成阻碍了钛白粉颗粒间碰撞团聚，维持了钛白粉颗粒在水性体系中的空间稳定； 2）连续絮状水合氧化铝在钛白粉颗粒表面的形成，显著提升了颗粒表面的羟基含量，增加了颗粒表面的润湿性，加速其在水性体系中的分散； 3）钛白粉颗粒表面连续絮状包覆层的形成，增加了钛白粉颗粒表面的zeta电位，增强了颗粒间的静电斥力，阻碍了颗粒间的团聚。 2、二氧化硅包覆钛白粉 钛白粉表面二氧化硅包覆层可阻碍其与周围介质及外界环境之间的直接接触，提升钛白粉的耐候性能。钛白粉表面二氧化硅包覆层的微观结构直接决定钛白粉颗粒暴露在外界环境或周围介质中的面积，进而影响其耐候性能。 （1）最佳工艺 以酸溶稳定性能为耐候性能的评价指标，二氧化硅包覆钛白粉样品包覆层连续性越高致密性越好，包覆层越厚所得包覆样品的耐候性能越优。当反应pH为9、反应温度为85℃、二氧化硅与钛白粉质量比为2.5%、反应时间为90min、熟化时间为120min、浆料浓度（固相质量分数）为25%、预分散剂用量为0.5%（质量分数）时，制备得到二氧化硅包覆钛白粉样品表面生成高度连续、致密、较厚包覆层，具有优异的耐候性能。 （2）性能提升机理 二氧化硅包覆层显著提升钛白粉样品耐候性能的机理： 1）二氧化硅包覆层可以有效阻碍酸性物种对钛白粉内核的直接侵蚀，减缓外界环境变化造成钛白粉内核的风化； 2）二氧化硅包覆层可以抑制钛白粉晶体结构的转化，提升钛白粉的结构与热稳定性能。 3、二氧化锆包覆钛白粉 钛白粉具有一定的光催化活性，可以吸收紫外光产生活性基团，致使周围有机介质发生降解，降低产品的使用寿命。二氧化锆折射率高（2.170），且对紫外光的吸收能力极弱。因此，在钛白粉颗粒表面包覆连续致密二氧化锆，既能降低紫外光的吸收，又能阻碍活性基团与周围介质及外界环境之间的直接接触，提升钛白粉的耐光性能。 （1）最佳工艺 以耐光性能为评价指标，二氧化锆包覆钛白粉样品表面包覆层连续均匀性越好则致密性越高，包覆样品的耐光性能越优。当反应pH为5、反应温度为55℃、二氧化锆与钛白粉质量比为5%、反应时间为60min、熟化时间为120min、浆料浓度（固相质量分数）为20%、预分散剂用量为0.3%（质量分数）时，所制备二氧化锆包覆钛白粉样品呈现连续、致密包覆层结构，具有优异的耐光性能。 （2）性能提升机理 二氧化锆包覆层提升钛白粉样品耐光性能机理： 1）连续均匀致密二氧化锆包覆层阻碍钛白粉界面活性基团与有机物的接触； 2）降低光生电子-空穴对的产生与分离几率，阻碍光生电子向颗粒表面迁移，加速光生电子-空穴对复合； 3）降低颗粒表面羟基含量，从而降低二氧化锆包覆钛白粉表面活性基团的生成速率，减缓其对周围有机物的氧化降解。 4、磷酸铝包覆钛白粉 钛白粉在造纸、外墙涂料等工业中应用时需同时具备高的耐光性能及优良的分散稳定性能。现阶段主要通过对钛白粉进行无机-有机复合包覆达到实际应用要求。开发一种经单次无机包覆即可同时满足耐光性能及分散稳定性能要求的产品，可显著降低后期有机包覆的成本。铝基材料作为较好的电子受体，可湮灭钛白粉吸收紫外光激发产生的光生电子，抑制活性基团的产生，改善耐光性能；而磷酸根的引入可调节钛白粉颗粒的表面电位，改善分散稳定性能。因此，在钛白粉表面包覆磷酸铝可同时提升钛白粉的耐光性能及分散稳定性能。 （1）最佳工艺 以耐光性能为主要评价指标、水性体系中的分散稳定性能为辅助评价指标，磷酸铝包覆层连续性与致密性越高，钛白粉包覆磷酸铝样品耐光性能及水性体系分散稳定性能越优。当反应pH为9、反应温度为50℃、磷酸铝与钛白粉质量比为3.0%、反应时间为60min、熟化时间为120min、浆料浓度（固相质量分数）为25%、预分散剂用量为0.2%（质量分数）时，得到的磷酸铝包覆钛白粉样品表面生成连续、致密包覆层，具有优异的耐光性能及水性体系分散稳定性能。 （2）性能提升机理 磷酸铝包覆层提升钛白粉耐光性能的机理： ①连续致密磷酸铝包覆层阻碍钛白粉界面活性基团与有机物的接触； ②降低光生电子-空穴对的产生与分离速率，加速电子的湮灭，阻碍光生电子向颗粒表面迁移从而降低复合样品表面活性基团（羟基自由基、超氧根自由基等）生成速率，减缓其对周围有机物的降解。 磷酸铝包覆钛白粉提升水性体系分散稳定性能的机理： ①连续磷酸铝包覆层通过降低钛白粉颗粒表面能增加颗粒表面润湿性，促进其在水性体系中的分散； ②提升钛白粉表面的电负性，增加颗粒间的静电斥力，阻碍颗粒间的团聚。 5、二氧化铈包覆钛白粉 钛白粉表面包覆二氧化铈是提升钛白粉耐光性能的重要手段。 （1）最佳工艺 钛白粉表面包覆二氧化铈的优化工艺条件：反应温度为65~70℃，搅拌速度为500r/min，预分散剂六偏磷酸钠用量为0.3%（质量分数），浆料浓度（固相质量分数）为23%，二氧化铈与钛白粉质量比为3%。 （2）性能提升机理 二氧化铈包覆层提升钛白粉耐光性能机理： 1）阻碍金红石型钛白粉与周围的氧气和水分子接触； 2）堵塞、遮盖金红石型钛白粉的晶格缺陷，并且捕获电子和空穴，减少活性自由基数量。 6、二氧化锡包覆钛白粉 钛白粉表面包覆二氧化锡是一种相对成熟的工业级制备导电钛白粉的方法。 （1）最佳工艺 钛白粉表面包覆二氧化锡的优化工艺条件：反应pH为2.0，反应温度为50℃，反应时间为180min，氯化锡加入量为25%（质量分数），氯化锡与氯化锑质量比为12∶1，煅烧温度为600℃，煅烧时间为150~180min。 资料来源：《董雄波,张祥伟,刘晓瑞,郑水林.无机包覆钛白粉研究进展及发展趋势[J].无机盐工业,2020,52(10):30-36》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！
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