一文了解鈦白粉無機包覆改性方法及工藝!
無機包覆改性是鈦白粉生產過程中十分重要的后處理工序之一,在鈦白粉表面包覆Si、Al、Zr、Ce、Ti及Zn等水合氧化物,使其表面與介質間形成一道屏障,可降低光催化活性,增強鈦白粉耐候性、分散性、抗粉化性等應用特性。
1、鈦白粉無機包覆改性方法
依據包覆氣氛差異,鈦白粉無機包覆可分為干法和濕法,其中濕法又包括煮沸法、中和法、碳化法。
(1)干法:干法包覆是通過氣流載帶作用,采用噴霧法使一種金屬鹵化物吸附于鈦白粉顆粒表面,在過熱蒸汽等含水條件下水解,或在氧化條件下焙燒氧化。
該工藝流程短,設備成本低,易于連續自動化操作。但其顆粒生長速度快,過程控制難,產品穩定性差,限制了其應用。
(2)煮沸法:在強加熱條件下,包覆劑水解,沉積于鈦白粉顆粒表面,形成包覆層。該工藝過程控制難,水解不完全,適應性差。
(3)中和法:采用酸堿中和,在二氧化鈦顆粒表面持續反應成膜。包括加堿中和沉淀酸性包覆、加酸中和沉淀堿性包覆、酸性及堿性包覆劑共沉淀。
(4)碳化法:將CO2氣體通入含有包覆劑的堿性鈦白粉懸浮液中,使包覆劑在二氧化鈦顆粒表面緩慢沉淀成膜。該工藝應用于Si-Al復合包覆,成膜更均勻,產品光穩定性強。
2、鈦白粉無機包覆改性工藝
根據包覆層成分差異,鈦白粉無機包覆可分為單元無機包覆和多元無機包覆。
(1)Al2O3包覆:將鈦白粉制漿分散,以NaAlO2或Al2(SO4)3為包膜劑,Al2O3包覆量為鈦白粉質量的1%-5%,采用并流法,控制反應pH及溫度,包膜時間為1-5h,熟化2h,得到鈦白粉包覆產品。
(2)SiO2包覆:以Na2SiO3為包覆劑,采用并流法,維持pH為8-l0,包覆溫度為80-100oC,熟化1-3h。
(3)ZrO2包覆:以Zr(SO4)2或ZrOCl2為包膜劑,維持pH為9-10,包覆溫度為50-70℃,包膜時間為1-5h,熟化1-3h。
(4)SiO2-Al2O3包覆:某專家采用一次共沉淀包覆,以硅酸鈉為硅源,以氯化鋁及偏鋁酸鈉為酸、堿性沉淀劑,得到了高分散、高耐候鈦白粉產品。在pH=4.0、60℃條件下包覆SiO2,pH=8.0、60℃條件下包覆Al2O3,通過二次包覆得到致密性好的鈦白粉包覆SiO2-Al2O3產品。
(5)ZrO2-Al2O3包覆:另一位專家利用二次包膜,在pH=5.0-6.5、50-90℃條件下包覆致密ZrO2膜,采用偏鋁酸鈉與硫酸鋁共沉淀形成氧化鋁膜,制備了具有較高光澤度、耐候性、白度及分散性的鈦白粉ZrO2-Al2O3復合包覆產品。在實際生產過程中,應根據不同應用體系,采用合適的包覆劑配方,并不斷優化鈦白粉包覆工藝參數,以提升產品適應性能。
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