中國粉體網訊 鈦白粉是一種應用廣泛的白色顏料，光學以及化學穩定性較高。添加了鈦白粉的涂料，其顏色鮮艷度好、著色力強，具有良好的遮蓋力，能提高漆膜的機械強度和附著力。鈦白粉還能一定程度上阻隔紫外線的穿透和水分透過，減緩漆膜的老化。
光線在白色涂膜中的傳播路線示意
尤其是作為涂料配方中不可或缺的白色顏料，鈦白粉的需求量也在不斷上升，由此帶來的資源、能耗以及環境等的制約問題也越來越突出。因此，提高鈦白粉產業的可持續發展能力迫在眉睫，而包膜是鈦白粉后處理過程中不可或缺的工序，可有效提升鈦白粉在涂料中的遮蓋力、分散性、穩定性、耐候性等關鍵性能，是極具性價比的產品提升方案。
1、鈦白粉包膜改性技術概況
目前可知的鈦白粉表面包膜技術的類型非常多，例如比較均勻的包膜能夠使鈦白粉的耐候性得到一定程度的提高；多孔疏松的包膜可以提高鈦白粉表面包膜的遮蓋力等。而對于能夠同時滿足這些特性的鈦白粉產品，如何調節這些性能之間的關系，從而達到鈦白粉最佳的性能是目前我國仍需繼續研究的問題之一。
具體而言，鈦白粉包膜技術包含兩種，一種是有機包膜；另一種是無機包膜（包覆）。有機包膜劑一般會使用有機硅類、多元醇類、有機胺類等。無機包覆的技術種類有氧化鋁包覆法、硅鋁氧化物復合的包覆法、氧化硅包覆法。這兩改性性技術是需要同時運用的，并且有明確的順序標準，在正常的操作流程中，第一步需要進行的操作流程是進行無機包覆改性，第二步操作是對于有機包膜進行改性。
鈦白粉包膜改性流程
對于鈦白粉無機包覆產品，其應用性能較大程度上取決于包覆層的微觀結構。實現鈦白粉表面無機包覆層微觀結構的精準調控，是鈦白粉產品應用性能優化的重要技術基礎。有機包膜改性這個階段的目的是為了提高鈦白粉的分散性。在國內的相關工藝生產中最常用的有機包膜改性的方式是氣流粉碎。在包膜劑的選擇上，要根據實際情況進行選擇。
2、鈦白粉無機包覆技術提升作用
（1）氧化鋁包覆鈦白粉
鈦白粉表面包覆氧化鋁是工業中常見的提升鈦白粉水性體系分散穩定性能的手段之一。其中，鈦白粉表面氧化鋁包覆層微觀結構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產生直接影響，進而影響其在水性體系中的分散穩定性能，通過調控包覆工藝因素可實現氧化鋁包覆層微觀結構調控和優化。
（2）二氧化鋯包覆鈦白粉
鈦白粉具有一定的光催化活性，可以吸收紫外光產生活性基團，致使周圍有機介質發生降解，降低產品的使用壽命。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致密二氧化鋯，既能降低紫外光的吸收，又能阻礙活性基團與周圍介質及外界環境之間的直接接觸，提升鈦白粉的耐光性能。
（3）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及外界環境之間的直接接觸，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構直接決定鈦白粉顆粒暴露在外界環境或周圍介質中的面積，進而影響其耐候性能。
（4）磷酸鋁包覆鈦白粉
鈦白粉在造紙、外墻涂料等工業中應用時需同時具備高的耐光性能及優良的分散穩定性能。現階段主要通過對鈦白粉進行無機-有機復合包覆達到實際應用要求。開發一種經單次無機包覆即可同時滿足耐光性能及分散穩定性能要求的產品，可顯著降低后期有機包覆的成本。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產生的光生電子，抑制活性基團的產生，改善耐光性能；而磷酸根的引入可調節鈦白粉顆粒的表面電位，改善分散穩定性能。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定性能。
3、鈦白粉有機包膜技術的提升作用
有機包膜劑的主要作用就是提高鈦白粉在有機物中的各種特性，其作用原理就是改變鈦白粉表面的特性，例如分散性。
鈦白粉粒子和有機包膜之間的連接方式主要有兩種，一種是化學吸附，就是通過鈦白粉粒子表面的羥基和有機包膜劑進行反應，從而進行連接。另一種就是物理吸附，有機包膜劑在物理形式上表現出來的特性為表面吸附作用，分子由兩部分組成，分別為親油性和親水性。
當包膜劑和鈦白粉發生物理接觸時，鈦白粉表面顆粒就會吸附極性基，而將非極性鍵暴露在外，從而形成一層保護膜。這種情況的鈦白粉顆粒呈現的是游離的狀態，而在這種狀態下，顆粒之間會非常容易產生分離，因此達到分離效果。
有機物表面的改性劑主要是各種表面活性劑，而分子是由極性羥基和非極性羥基兩部分組成，當鈦白粉和改性劑發生化學反應，鈦白粉的性質就會發生非常大的改變，即親水性就會轉換為親油性。
還有另外一類表面活性劑，如烷基苯酸鈉，它在水溶中能夠電離出大量的負電荷離子，使得水溶液中的鈦白粉顆粒的雙電層變厚，從而提高鈦白粉在水性介質中的分散性能。
結語
鑒于包膜技術對鈦白粉產品性能的顯著提升作用，粉體網編輯認為，包膜（包覆）技術的潛力依舊巨大，也可視為鈦白粉企業暴富的關鍵之一。
參考來源：
董雄波，等：無機包覆鈦白粉研究進展及發展趨勢，中國礦業大學（北京）
肖菲，等：鋯鋁包膜鈦白粉制備及其在涂料中的應用研究，山東道恩鈦業有限公司
王歡歡，等：鈦白粉表面包膜改性技術研究，龍佰集團股份有限公司
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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