鈦白粉是應(yīng)用領(lǐng)域最廣和使用量最大的白色顏料，但高價(jià)格和產(chǎn)業(yè)污染嚴(yán)重制約了鈦白粉的應(yīng)用水平。以非金屬礦物為基體，通過在其表面包覆二氧化鈦制備復(fù)合顏料被認(rèn)為具有良好前景，對積極開發(fā)成本低廉且環(huán)保的新型白色顏料具有積極意義。
滑石是一種層狀結(jié)構(gòu)硅酸鎂礦物，具有良好的滑膩感和片狀解理，耐化學(xué)侵蝕，干潤滑性好，易粉磨，有較高的白度。那么，以滑石與二氧化鈦復(fù)合制備白色顏料，效果又會如何呢？
1、滑石-二氧化鈦復(fù)合顏料的制備
滑石粉：純度為94.88%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），白度為98.01%，含少量白云石，粒徑d50為7.37μm；
二氧化鈦：金紅石型鈦白粉，粒徑d50為0.40μm，遮蓋力為10.25g/m2，每100g吸油質(zhì)量為27.88g，比表面積為6.13m2/g，白度為95%。
研磨設(shè)備：濕式攪拌磨，研磨介質(zhì)為陶瓷微珠。
制備工藝：以滑石和二氧化鈦粉體為原料，采用水介質(zhì)中機(jī)械研磨復(fù)合方法制備滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料，包括滑石基體研磨和滑石-二氧化鈦共混研磨2個(gè)步驟。
滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料：共制備2種滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料，二氧化鈦復(fù)合質(zhì)量比例分別為60%和70%。
2、外墻涂料的制備
將滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料或金紅石型鈦白粉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、15%、20%）和其他填料加水?dāng)嚢枧渲瞥蓾{體，再依次加入乳液和其他助劑攪拌制得建筑外墻涂料。
表1 涂料組分配方
| 原料名稱 |
添加量 |
| 水（作為溶劑） |
230g |
| X-405潤濕劑 |
1g |
| 731A分散劑 |
6g |
| C-12成膜助劑 |
14g |
| CF-754消泡劑 |
2g |
| CF-254消泡劑 |
1g |
| 增稠劑水 |
適量 |
| AC-261丙烯酸乳液 |
270g |
| FSN流平劑 |
1g |
| 乙二醇溶劑 |
15g |
| 金紅石型鈦白粉或滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料 |
按質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加 |
| 重質(zhì)碳酸鈣 |
205g |
| 高嶺土 |
150g |
| 2020流平劑 |
5g |
| 合計(jì) |
1000g |
3、滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料性能
●二氧化鈦復(fù)合比例70%和60%復(fù)合顏料遮蓋力與金紅石型鈦白粉的遮蓋力相當(dāng)；
●滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料的遮蓋力分別超過和接近純金紅石型鈦白粉的遮蓋性能，且吸油量相當(dāng)；
●滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料已具有良好與鈦白粉相當(dāng)?shù)念伭闲阅?，有望能在涂料等制品中代替鈦白粉添加使用?/span>
4、滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料的顯微形貌。
二氧化鈦包覆程度是影響復(fù)合顆粒顏料性能的重要因素，由上圖可以看出：二氧化鈦顆粒均勻、牢固地包覆在滑石顆粒表面，與滑石原料光滑的層狀表面有顯著的不同，復(fù)合顆粒之間有較大孔隙，分散性良好。
5、涂料涂膜對比率
將分別添加滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料（二氧化鈦比例70%和60%）和金紅石型鈦白粉制備的3種涂料在黑白卡片紙上涂刷得到厚度100μm的涂膜，并測定涂膜在黑色和白色區(qū)域的反射率，并計(jì)算出對比率。
●添加滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料的涂料對比率隨添加量的增加持續(xù)增大；
●二氧化鈦比例60%復(fù)合顏料添加量5%時(shí)，涂料對比率達(dá)到國標(biāo)GB/T 9755-2014對面漆的合格品指標(biāo)要求（≥0.87）；添加量10%達(dá)到一級品要求（≥0.90）；添加量15%達(dá)到優(yōu)等品要求（≥0.93），說明滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料在涂料中發(fā)揮了較強(qiáng)的遮蓋性能。
●添加二氧化鈦比例70%復(fù)合顏料5%，涂料對比率達(dá)到一級品要求；添加量10%即達(dá)到優(yōu)等品要求；在顏料添加量為15%時(shí)，使用滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料的涂料的對比率比使用金紅石型鈦白涂料稍小，但達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的等級；添加量20%時(shí)，對比率一致，故認(rèn)為滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料與金紅石型鈦白粉在涂料中的應(yīng)用性能相當(dāng)。
6、涂料抗紫外老化性能
通過對比涂料涂膜經(jīng)紫外線照射后與未照射涂膜的色差值（△E*ab）變化，評判涂膜的抗紫外老化性能，進(jìn)而反映所添加顏料的性能。
由上圖可知：
●隨紫外線照射時(shí)間增加，添加滑石-二氧化鈦復(fù)合顏料所制備涂料的涂膜△E*ab值呈逐漸增加的趨勢，其中照射時(shí)間在100-400h范圍增加幅度較小，照射時(shí)間超過400h增幅變大，說明紫外線長期照射對涂膜有一定降解作用；
●在紫外線照射500h的有效范圍內(nèi)，僅有使用二氧化鈦復(fù)合比例70%復(fù)合顏料（添加量15%）的涂料△E*ab大于相同添加量的金紅石型鈦白粉涂料，其余條件制備的涂料△E*ab均小于添加金紅石型鈦白粉，這說明其色差值絕大部分情況下都小于添加金紅石顏料的涂膜的色差值，即紫外抗老化性能優(yōu)于添加金紅石的涂料；
●在紫外光照射時(shí)長為600h以內(nèi)，復(fù)合顏料所制備涂料涂膜的色差值△E*ab均小于1.8，完全滿足涂料應(yīng)用的要求。結(jié)果表明，滑石-二氧化鈦復(fù)合顏料抗紫外老化性能優(yōu)于鈦白粉。
7、結(jié)論
?。?）采用機(jī)械力研磨方法制備的滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料具有和鈦白粉相當(dāng)?shù)念伭闲阅埽?br />
（2）滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料的顆粒以滑石表面緊密、牢固包覆二氧化鈦顆粒為特征，且徑分布均勻；
?。?）添加滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料的涂料涂膜對比率與添加金紅石型鈦白粉涂料接近或相當(dāng)，其添加量在10%-20%范圍可達(dá)到國標(biāo)（GB/T 9755-2014）一級品或優(yōu)等品要求；
（4）滑石-二氧化鈦復(fù)合白色顏料其抗紫外耐老化性能優(yōu)于金紅石型鈦白粉，可在涂料中代替鈦白粉加以應(yīng)用。
?。?）將滑石作為制備與二氧化鈦復(fù)合顏料的基體，對有效發(fā)揮其性能優(yōu)勢，提高附加值具有積極作用，并且成本低廉，在實(shí)際應(yīng)用中能減少二氧化鈦用量并降低制品成本，有望成為綜合性價(jià)比優(yōu)異的新型白色顏料。
資料來源：滑石-TiO2復(fù)合白色顏料的制備及其在涂料中的應(yīng)用，作者：敖衛(wèi)華，丁浩等。
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