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高候性钛白粉的三种无机包膜工艺简析
2018月06月22日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:103
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云南时时彩走势图 www.em06s.cn 钛白粉是性能最优异的白色颜料,有「白色颜料之王」之称,广泛应用于涂料、油漆、塑料、油墨、化纤、橡胶等工业。但未经表面处理的钛白粉颜料具有光化学活性,在可见光尤其是在紫外线的照射下,可使周围的有机物发生降解,易产生失光、黄变、粉化等现象,因此耐候性成为钛白粉的一项很重要的应用指标。因此,研究二氧化钛表面处理对提高钛白粉的质量,制备高附加值钛白粉有着重要的意义。

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为了提高二氧化钛颜料的耐候性,通常对二氧化钛进行无机表面包膜处理,将二氧化钛与周围的有机物隔离,以提高其耐候性及分散性。包膜前要将钛白粉颗粒分散于水中,使待包裹的颗粒达到最佳分散状态,且拥有最为合适的粘度,以便在每个颗粒表面沉淀出完整的膜层,在钛白粉浆料中添加分散剂可以显著提高钛白粉的分散效果。

包了各种膜的钛白粉

一、高耐候性钛自粉无机包膜工艺概述

高耐候性钛白粉的制备工艺过程如下:将已粉碎至一定细度(45μm筛余物0.15%以下)的金红石钛白粉粗品加入水中,添加如六偏磷酸钠、硅酸钠等分散剂,并用烧碱调节pH9~11。将以上浆料用砂磨机研磨,使团聚在一起的钛白粉粒子分散开来、然后进入包膜设备,将以上浆料加热到一定的温度。在有良好搅拌的条件下,加入包膜剂,调节体系pH值,使包膜剂沉积到钛白粉表面。并熟化一定时间,完成了钛白粉表面一层无机包膜。如果要包上几层无机氧化物,则再次调整浆料温度、pH值,加入第二种物质包膜。

钛白粉表面包覆无机氧化物?;つず?,其表面性质发生了根本的变化,不仅具有了新表面特性,且拥有新的物理和化学性能。

二、高耐候性钛自粉无机包覆工艺过程

高耐候性钛白粉选用的无机包膜元素主要是铝和硅。其表面包覆工艺主要可分为如下三种1、二氧化硅包膜;2、三氧化二铝包膜;3、硅铝复合包膜。下文将对这三种工艺做简单解析。

1、钛白粉表面包覆二氧化硅膜的工

SiO2包覆TiO2工艺简析:在TiO2的浆液中,加入水溶性的硅化合物如Na2SiO3,用酸中和至pH=8~9,使硅以Si(OH)4的形式沉淀在TiO2粒的表面。

包覆的工艺条件为:硅的加入量一般为钛白粉质量的1%~10%(以SiO2计)。浆液的pH一般为8~11,反应温度为80~100,Na2SiO3中碱金属离子浓度0.1~0.3mol/L。通常采用5h左右的反应时间。

2、钛白粉表面包覆氧化铝膜的工艺

Al2O3包覆TiO2工艺简析:在TiO2的浆液中,加入可溶性的铝盐[Al2(SO4)3][NaAlO2],在均匀搅拌下用碱或酸中和至pH=9~10,使铝在TiO2颗粒表面以AI(OH)3沉淀析出。

包覆的工艺条件为:先将包膜剂Al2(SO4)3NaAlO2TiO2质量的1~5(Al2O3)配制成含Al2O340~100g/L的溶液,然后加入到分散好的TiO2浆液中,搅拌均匀后,以碱或酸进行中和,碱或酸的浓度一般为10%,中和时间一般控制在1~2h内。当采用Al2(SO4)3时,为了保持TiO2的均匀分散,可同时加碱,保持pH=8.5~11,最后调至中性,使铝盐完全水解。处理的温度一般控制在50~80。

3、硅铝复合包覆的工艺

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覆剂,对TiO2抗粉化性与保光性的提高是有限的。例如,单独采用铝,其保光性与抗粉化性不如铝、硅共同包膜的好;单独采用硅,浆液难以过滤,制得的颜料性能不佳,而铝、硅合用可以获得显著的效果。因此,在生产过程中总是应用硅、铝等两种或两种以上的处理剂,即复合包覆与双元包覆。

两种包覆包覆方式的区别

复合包覆是指在同一种酸性或碱性条件下,用中和法同时将二种以上包覆剂沉积到TiO2粒子表面。双元包覆是指在一种条件下沉积一种以上包覆剂,然后在此条件或另一条件下,第二次再沉积一种以上包覆剂。

典型的复合包覆过程如下:将含300g/LTiO2、pH=9~11的水浆液加入处理罐,在良好的搅拌下同时导入酸性和碱性两种液流。酸性液流含(g/L)50MgS04,100TiOSO4,50H2SO4;碱性液流含(g/L)100Na2SiO3,75NaAlO2。加入的配比与速率使浆液始终保持在pH 6~8之间。

双元包覆是一种常用的方法,前面提到的在碱性条件下沉积致密状SiO2,然后在酸性条件下沉积Al2O3,就是一种典型的双元包覆。较近的一种改进是,首先在碱性条件下(pH=11)沉积SiO2Al2O3的致密包膜,然后调pH3左右,进行酸性稳定化处理,时间为15-30min(时间过长如>1h,有可能引起第一次包膜溶解)。此后,使浆液pH回升到5~5.5,用Al2O3进行第双元包膜,这样改进了TiO2的分散和光学性能。

参考文献

1、高耐候性钛白粉制备工艺研究,中盐湖南株洲化工集团有限公司,史卫华,胡永强,李实裱等著。

2、候性钛白粉制备工艺及水悬浮液pH值控制研究,李蓓,北京化工大学

编辑:粉体圈小白


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