鈦白粉由于其折射率高、白度和光澤度好而且無毒的特點(diǎn),被認(rèn)為是世界上最好的白色顏料,廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、油墨、化纖、橡膠等工業(yè)領(lǐng)域。但因其半導(dǎo)體性質(zhì),鈦白粉具有一定的光催化活性,在太陽光尤其是紫外線照射下能降解與之接觸的有機(jī)物,造成涂料黃變、粉化等現(xiàn)象。此外,鈦白粉顏料顆粒通常是亞微米顆粒,極性較強(qiáng)且具有較高的比表面積,容易形成聚集體。聚集體的形成會(huì)嚴(yán)重影響其應(yīng)用性能,如著色力,光澤度,遮蓋力、加工性能等。
為了更好地提高鈦白粉產(chǎn)品的品質(zhì),增加產(chǎn)品的市場競爭力,除了需要調(diào)整和優(yōu)化鈦白粉的前期生產(chǎn)工藝以外,掌握鈦白粉生產(chǎn)結(jié)尾的表面強(qiáng)化處理手段也是非常必要的。鈦白粉的前期工藝的優(yōu)化可以有效降低二氧化鈦產(chǎn)品固有的缺陷,但卻無法完全消除。通過無機(jī)包膜及有機(jī)修飾等表面處理工藝,可以進(jìn)一步改善鈦白粉固有的缺陷,提高鈦白粉整體的耐候性、分散性、吸油值、遮蓋力等應(yīng)用性能。
無機(jī)包膜及有機(jī)修飾
目前提升鈦白粉品質(zhì)的通用解決方法是對鈦白粉進(jìn)行表面無機(jī)包膜及有機(jī)修飾,來降低其光催化活性,提高耐候性和在應(yīng)用體系中的分散性。無機(jī)包膜劑主要有硅、鋁、鋯、磷的水合氧化物或氫氧化物,一方面提高鈦白粉在基體中的分散性,更重要的是提高其耐候性。致密硅鋁包膜后的鈦白粉耐候性最佳(圖1)。在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)不同的應(yīng)用體系要求,需要設(shè)計(jì)不同的無機(jī)包膜組合。
(單包硅(A、B)及硅鋁包膜(C、D)樣品的透射電鏡照片)
無機(jī)包膜之后通常使用有機(jī)物進(jìn)行包覆,進(jìn)一步提高鈦白粉的在基體中的分散和加工性能。通過選擇合適的無機(jī)包膜和有機(jī)修飾方式,改變鈦白粉的表面性質(zhì),降低光催化活性并使其與應(yīng)用基體之間具有更好的相容性,促進(jìn)其光學(xué)性能的充分發(fā)揮,以適應(yīng)不同應(yīng)用體系的需要。
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