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pH值9~11。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保护膜后，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艺

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]或[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)₃或NaAlO₂按TiO₂质量的1％~5％(以Al₂O₃计)配制成含Al₂O₃为40~100g/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/L的TiO₂、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SiO₂与Al₂O₃的致密包膜，然后调pH到3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