中国粉体网讯 钛白粉是一种应用广泛的白色颜料，光学以及化学稳定性较高。添加了钛白粉的涂料，其颜色鲜艳度好、着色力强，具有良好的遮盖力，能提高漆膜的机械强度和附着力。钛白粉还能一定程度上阻隔紫外线的穿透和水分透过，减缓漆膜的老化。
光线在白色涂膜中的传播路线示意
尤其是作为涂料配方中不可或缺的白色颜料，钛白粉的需求量也在不断上升，由此带来的资源、能耗以及环境等的制约问题也越来越突出。因此，提高钛白粉产业的可持续发展能力迫在眉睫，而包膜是钛白粉后处理过程中不可或缺的工序，可有效提升钛白粉在涂料中的遮盖力、分散性、稳定性、耐候性等关键性能，是极具性价比的产品提升方案。
1、钛白粉包膜改性技术概况
目前可知的钛白粉表面包膜技术的类型非常多，例如比较均匀的包膜能够使钛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钛白粉表面包膜的遮盖力等。而对于能够同时满足这些特性的钛白粉产品，如何调节这些性能之间的关系，从而达到钛白粉最佳的性能是目前我国仍需继续研究的问题之一。
具体而言，钛白粉包膜技术包含两种，一种是有机包膜；另一种是无机包膜（包覆）。有机包膜剂一般会使用有机硅类、多元醇类、有机胺类等。无机包覆的技术种类有氧化铝包覆法、硅铝氧化物复合的包覆法、氧化硅包覆法。这两改性性技术是需要同时运用的，并且有明确的顺序标准，在正常的操作流程中，第一步需要进行的操作流程是进行无机包覆改性，第二步操作是对于有机包膜进行改性。
钛白粉包膜改性流程
对于钛白粉无机包覆产品，其应用性能较大程度上取决于包覆层的微观结构。实现钛白粉表面无机包覆层微观结构的精准调控，是钛白粉产品应用性能优化的重要技术基础。有机包膜改性这个阶段的目的是为了提高钛白粉的分散性。在国内的相关工艺生产中最常用的有机包膜改性的方式是气流粉碎。在包膜剂的选择上，要根据实际情况进行选择。
2、钛白粉无机包覆技术提升作用
（1）氧化铝包覆钛白粉
钛白粉表面包覆氧化铝是工业中常见的提升钛白粉水性体系分散稳定性能的手段之一。其中，钛白粉表面氧化铝包覆层微观结构对其颗粒表面羟基密度、表面自由能、表面电位、空间位阻等表面性质产生直接影响，进而影响其在水性体系中的分散稳定性能，通过调控包覆工艺因素可实现氧化铝包覆层微观结构调控和优化。
（2）二氧化锆包覆钛白粉
钛白粉具有一定的光催化活性，可以吸收紫外光产生活性基团，致使周围有机介质发生降解，降低产品的使用寿命。二氧化锆折射率高（2.170），且对紫外光的吸收能力极弱。因此，在钛白粉颗粒表面包覆连续致密二氧化锆，既能降低紫外光的吸收，又能阻碍活性基团与周围介质及外界环境之间的直接接触，提升钛白粉的耐光性能。
（3）二氧化硅包覆钛白粉
钛白粉表面二氧化硅包覆层可阻碍其与周围介质及外界环境之间的直接接触，提升钛白粉的耐候性能。钛白粉表面二氧化硅包覆层的微观结构直接决定钛白粉颗粒暴露在外界环境或周围介质中的面积，进而影响其耐候性能。
（4）磷酸铝包覆钛白粉
钛白粉在造纸、外墙涂料等工业中应用时需同时具备高的耐光性能及优良的分散稳定性能。现阶段主要通过对钛白粉进行无机-有机复合包覆达到实际应用要求。开发一种经单次无机包覆即可同时满足耐光性能及分散稳定性能要求的产品，可显著降低后期有机包覆的成本。铝基材料作为较好的电子受体，可湮灭钛白粉吸收紫外光激发产生的光生电子，抑制活性基团的产生，改善耐光性能；而磷酸根的引入可调节钛白粉颗粒的表面电位，改善分散稳定性能。因此，在钛白粉表面包覆磷酸铝可同时提升钛白粉的耐光性能及分散稳定性能。
3、钛白粉有机包膜技术的提升作用
有机包膜剂的主要作用就是提高钛白粉在有机物中的各种特性，其作用原理就是改变钛白粉表面的特性，例如分散性。
钛白粉粒子和有机包膜之间的连接方式主要有两种，一种是化学吸附，就是通过钛白粉粒子表面的羟基和有机包膜剂进行反应，从而进行连接。另一种就是物理吸附，有机包膜剂在物理形式上表现出来的特性为表面吸附作用，分子由两部分组成，分别为亲油性和亲水性。
当包膜剂和钛白粉发生物理接触时，钛白粉表面颗粒就会吸附极性基，而将非极性键暴露在外，从而形成一层保护膜。这种情况的钛白粉颗粒呈现的是游离的状态，而在这种状态下，颗粒之间会非常容易产生分离，因此达到分离效果。
有机物表面的改性剂主要是各种表面活性剂，而分子是由极性羟基和非极性羟基两部分组成，当钛白粉和改性剂发生化学反应，钛白粉的性质就会发生非常大的改变，即亲水性就会转换为亲油性。
还有另外一类表面活性剂，如烷基苯酸钠，它在水溶中能够电离出大量的负电荷离子，使得水溶液中的钛白粉颗粒的双电层变厚，从而提高钛白粉在水性介质中的分散性能。
结语
鉴于包膜技术对钛白粉产品性能的显著提升作用，粉体网编辑认为，包膜（包覆）技术的潜力依旧巨大，也可视为钛白粉企业暴富的关键之一。
参考来源：
董雄波，等：无机包覆钛白粉研究进展及发展趋势，中国矿业大学（北京）
肖菲，等：锆铝包膜钛白粉制备及其在涂料中的应用研究，山东道恩钛业有限公司
王欢欢，等：钛白粉表面包膜改性技术研究，龙佰集团股份有限公司
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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