表面無機(jī)包覆是鈦白粉后處理過程不可或缺的工序之一，采用氧化鋁、二氧化硅、二氧化鋯、磷酸鋁、二氧化鈰、二氧化錫等對鈦白粉進(jìn)行包覆處理，可改善其分散穩(wěn)定性能、耐光性能及耐候性能，以滿足涂料、塑料、造紙、油墨、化妝品、橡膠等領(lǐng)域的實際應(yīng)用要求。
1、氧化鋁包覆鈦白粉
表面包覆氧化鋁是工業(yè)中常見的提升鈦白粉水性體系分散穩(wěn)定性能的手段之一，氧化鋁包覆層微觀結(jié)構(gòu)對其顆粒表面羥基密度、表面自由能、表面電位、空間位阻等表面性質(zhì)產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而影響其在水性體系中的分散穩(wěn)定性能，通過調(diào)控包覆工藝因素可實現(xiàn)氧化鋁包覆層微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控和優(yōu)化。
?。?）最佳工藝
當(dāng)氧化鋁包覆層為勃姆石結(jié)構(gòu)，且其連續(xù)性與孔隙度越高，則絮狀結(jié)構(gòu)越顯著，鈦白粉包覆氧化鋁樣品在水性體系中的分散穩(wěn)定性能越優(yōu)。當(dāng)反應(yīng)pH為9、反應(yīng)溫度為70℃、氧化鋁與鈦白粉質(zhì)量比為3.2%、反應(yīng)時間為60min、熟化時間為120min、漿料濃度（固相質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為25%、NaCl加入量為2.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、預(yù)分散劑用量為0.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，所制備氧化鋁包覆金紅石型鈦白粉樣品表面生成絮狀、高連續(xù)勃姆石包覆層，具有優(yōu)異的水性體系分散穩(wěn)定性能。
（2）性能提升機(jī)理
氧化鋁包覆層顯著提升鈦白粉樣品在水性體系中分散穩(wěn)定性能的機(jī)理：
1）鈦白粉顆粒表面絮狀或纖維狀水合氧化鋁包覆層的形成阻礙了鈦白粉顆粒間碰撞團(tuán)聚，維持了鈦白粉顆粒在水性體系中的空間穩(wěn)定；
2）連續(xù)絮狀水合氧化鋁在鈦白粉顆粒表面的形成，顯著提升了顆粒表面的羥基含量，增加了顆粒表面的潤濕性，加速其在水性體系中的分散；
3）鈦白粉顆粒表面連續(xù)絮狀包覆層的形成，增加了鈦白粉顆粒表面的zeta電位，增強(qiáng)了顆粒間的靜電斥力，阻礙了顆粒間的團(tuán)聚。
2、二氧化硅包覆鈦白粉
鈦白粉表面二氧化硅包覆層可阻礙其與周圍介質(zhì)及外界環(huán)境之間的直接接觸，提升鈦白粉的耐候性能。鈦白粉表面二氧化硅包覆層的微觀結(jié)構(gòu)直接決定鈦白粉顆粒暴露在外界環(huán)境或周圍介質(zhì)中的面積，進(jìn)而影響其耐候性能。
?。?）最佳工藝
以酸溶穩(wěn)定性能為耐候性能的評價指標(biāo)，二氧化硅包覆鈦白粉樣品包覆層連續(xù)性越高致密性越好，包覆層越厚所得包覆樣品的耐候性能越優(yōu)。當(dāng)反應(yīng)pH為9、反應(yīng)溫度為85℃、二氧化硅與鈦白粉質(zhì)量比為2.5%、反應(yīng)時間為90min、熟化時間為120min、漿料濃度（固相質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為25%、預(yù)分散劑用量為0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，制備得到二氧化硅包覆鈦白粉樣品表面生成高度連續(xù)、致密、較厚包覆層，具有優(yōu)異的耐候性能。
（2）性能提升機(jī)理
二氧化硅包覆層顯著提升鈦白粉樣品耐候性能的機(jī)理：
1）二氧化硅包覆層可以有效阻礙酸性物種對鈦白粉內(nèi)核的直接侵蝕，減緩?fù)饨绛h(huán)境變化造成鈦白粉內(nèi)核的風(fēng)化；
2）二氧化硅包覆層可以抑制鈦白粉晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，提升鈦白粉的結(jié)構(gòu)與熱穩(wěn)定性能。
3、二氧化鋯包覆鈦白粉
鈦白粉具有一定的光催化活性，可以吸收紫外光產(chǎn)生活性基團(tuán)，致使周圍有機(jī)介質(zhì)發(fā)生降解，降低產(chǎn)品的使用壽命。二氧化鋯折射率高（2.170），且對紫外光的吸收能力極弱。因此，在鈦白粉顆粒表面包覆連續(xù)致密二氧化鋯，既能降低紫外光的吸收，又能阻礙活性基團(tuán)與周圍介質(zhì)及外界環(huán)境之間的直接接觸，提升鈦白粉的耐光性能。
?。?）最佳工藝
以耐光性能為評價指標(biāo)，二氧化鋯包覆鈦白粉樣品表面包覆層連續(xù)均勻性越好則致密性越高，包覆樣品的耐光性能越優(yōu)。當(dāng)反應(yīng)pH為5、反應(yīng)溫度為55℃、二氧化鋯與鈦白粉質(zhì)量比為5%、反應(yīng)時間為60min、熟化時間為120min、漿料濃度（固相質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為20%、預(yù)分散劑用量為0.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，所制備二氧化鋯包覆鈦白粉樣品呈現(xiàn)連續(xù)、致密包覆層結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的耐光性能。
?。?）性能提升機(jī)理
二氧化鋯包覆層提升鈦白粉樣品耐光性能機(jī)理：
1）連續(xù)均勻致密二氧化鋯包覆層阻礙鈦白粉界面活性基團(tuán)與有機(jī)物的接觸；
2）降低光生電子-空穴對的產(chǎn)生與分離幾率，阻礙光生電子向顆粒表面遷移，加速光生電子-空穴對復(fù)合；
3）降低顆粒表面羥基含量，從而降低二氧化鋯包覆鈦白粉表面活性基團(tuán)的生成速率，減緩其對周圍有機(jī)物的氧化降解。
4、磷酸鋁包覆鈦白粉
鈦白粉在造紙、外墻涂料等工業(yè)中應(yīng)用時需同時具備高的耐光性能及優(yōu)良的分散穩(wěn)定性能?，F(xiàn)階段主要通過對鈦白粉進(jìn)行無機(jī)-有機(jī)復(fù)合包覆達(dá)到實際應(yīng)用要求。開發(fā)一種經(jīng)單次無機(jī)包覆即可同時滿足耐光性能及分散穩(wěn)定性能要求的產(chǎn)品，可顯著降低后期有機(jī)包覆的成本。鋁基材料作為較好的電子受體，可湮滅鈦白粉吸收紫外光激發(fā)產(chǎn)生的光生電子，抑制活性基團(tuán)的產(chǎn)生，改善耐光性能；而磷酸根的引入可調(diào)節(jié)鈦白粉顆粒的表面電位，改善分散穩(wěn)定性能。因此，在鈦白粉表面包覆磷酸鋁可同時提升鈦白粉的耐光性能及分散穩(wěn)定性能。
?。?）最佳工藝
以耐光性能為主要評價指標(biāo)、水性體系中的分散穩(wěn)定性能為輔助評價指標(biāo)，磷酸鋁包覆層連續(xù)性與致密性越高，鈦白粉包覆磷酸鋁樣品耐光性能及水性體系分散穩(wěn)定性能越優(yōu)。當(dāng)反應(yīng)pH為9、反應(yīng)溫度為50℃、磷酸鋁與鈦白粉質(zhì)量比為3.0%、反應(yīng)時間為60min、熟化時間為120min、漿料濃度（固相質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為25%、預(yù)分散劑用量為0.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，得到的磷酸鋁包覆鈦白粉樣品表面生成連續(xù)、致密包覆層，具有優(yōu)異的耐光性能及水性體系分散穩(wěn)定性能。
（2）性能提升機(jī)理
磷酸鋁包覆層提升鈦白粉耐光性能的機(jī)理：
?、龠B續(xù)致密磷酸鋁包覆層阻礙鈦白粉界面活性基團(tuán)與有機(jī)物的接觸；
?、诮档凸馍娮?空穴對的產(chǎn)生與分離速率，加速電子的湮滅，阻礙光生電子向顆粒表面遷移從而降低復(fù)合樣品表面活性基團(tuán)（羥基自由基、超氧根自由基等）生成速率，減緩其對周圍有機(jī)物的降解。
磷酸鋁包覆鈦白粉提升水性體系分散穩(wěn)定性能的機(jī)理：
?、龠B續(xù)磷酸鋁包覆層通過降低鈦白粉顆粒表面能增加顆粒表面潤濕性，促進(jìn)其在水性體系中的分散；
②提升鈦白粉表面的電負(fù)性，增加顆粒間的靜電斥力，阻礙顆粒間的團(tuán)聚。
5、二氧化鈰包覆鈦白粉
鈦白粉表面包覆二氧化鈰是提升鈦白粉耐光性能的重要手段。
（1）最佳工藝
鈦白粉表面包覆二氧化鈰的優(yōu)化工藝條件：反應(yīng)溫度為65~70℃，攪拌速度為500r/min，預(yù)分散劑六偏磷酸鈉用量為0.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），漿料濃度（固相質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為23%，二氧化鈰與鈦白粉質(zhì)量比為3%。
?。?）性能提升機(jī)理
二氧化鈰包覆層提升鈦白粉耐光性能機(jī)理：
1）阻礙金紅石型鈦白粉與周圍的氧氣和水分子接觸；
2）堵塞、遮蓋金紅石型鈦白粉的晶格缺陷，并且捕獲電子和空穴，減少活性自由基數(shù)量。
6、二氧化錫包覆鈦白粉
鈦白粉表面包覆二氧化錫是一種相對成熟的工業(yè)級制備導(dǎo)電鈦白粉的方法。
?。?）最佳工藝
鈦白粉表面包覆二氧化錫的優(yōu)化工藝條件：反應(yīng)pH為2.0，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)時間為180min，氯化錫加入量為25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），氯化錫與氯化銻質(zhì)量比為12∶1，煅燒溫度為600℃，煅燒時間為150~180min。
資料來源：《董雄波,張祥偉,劉曉瑞,鄭水林.無機(jī)包覆鈦白粉研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].無機(jī)鹽工業(yè),2020,52(10):30-36》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請注明出處！
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