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復合鈦白研究現狀概述 |
來(lái)源:中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間:2013-05-31 16:26:46 瀏覽次數: |
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鈦白粉的顏料性能是通過(guò)其光學(xué)性能來(lái)體現的,而其光學(xué)性能主要取決于TiO2粒子的表面性質(zhì),內核對其光學(xué)性能幾乎沒(méi)有什么貢獻,所以用一種廉價(jià)易得的白色材料取代TiO2顆粒的內核,則可以大大降低鈦白的成本。美國、英國、德國、日本和中國等多年來(lái)紛紛致力于這項技術(shù)的研究,并取得了一定的成果。目前國內外復合鈦白的生產(chǎn)方法主要有物理法、化學(xué)法和化學(xué)物理綜合法三種:
(1)物理法
物理法是由俄羅斯高效工藝材料研究院(原蘇聯(lián)國家建委建材中心)開(kāi)發(fā)的一項技術(shù)。以無(wú)機內核材料(碳酸鈣、高嶺土等)外包鈦白的方法生產(chǎn)包核鈦白。生產(chǎn)中采用離心振動(dòng)磨等相關(guān)設備和工藝,使內核與鈦白之間產(chǎn)生分子間力(范德華力、氫鍵力)和靜電引力等,從而相互吸附成為包核鈦白。
但是由于生產(chǎn)過(guò)程中鈦白與內核之間的結合力較弱,鈦白容易從內核表面脫落,使得復合鈦白性能不穩定,難以被市場(chǎng)和用戶(hù)接受。
(2)化學(xué)法
化學(xué)法是制備二氧化鈦包膜復合材料的傳統方法。它的原理是:將鈦鹽水解生成的水合二氧化鈦沉淀包覆在非金屬礦物基體表面,然后通過(guò)焙燒使二氧化鈦晶體化,形成表面具有晶體二氧化鈦層的復合顏料。在這方面,國內外都有大量學(xué)者進(jìn)行研究,并取得了一定的成果。
但是這一方法也存在一定的問(wèn)題,結合來(lái)說(shuō)主要包括:(a)礦物表面通過(guò)水解形成的水合二氧化鈦沉淀物晶形轉化比較困難,不能產(chǎn)生一種晶體,通常產(chǎn)生混晶型產(chǎn)物;(b)水解過(guò)程受鈦鹽濃度和基體材料固含量的影響,TiO2包覆量比較難控制;(c)鈦鹽價(jià)格較貴,導致生產(chǎn)成本增加;(d)鈦鹽水解和去除鐵離子等雜質(zhì)的工序產(chǎn)生大量酸性廢水,污染環(huán)境,而且治理污水成本也較高。
(3)化學(xué)物理綜合法
化學(xué)物理綜合法包核就是利用化學(xué)法和物理法包覆原理,通過(guò)工藝和配方的調整,巧妙地將化學(xué)法和物理法有機地結合起來(lái),達到單純用物理法或化學(xué)法無(wú)法達到的目的,而機械力化學(xué)法就是其中最重要的一種。
機械力化學(xué)法生產(chǎn)復合鈦白具有生產(chǎn)效率高、工藝流程短、節約原材料和能源、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn),而且體系中基體與TiO2之間除了靜電吸附和分子引力,還有化學(xué)鍵相連,結合力強,材料在使用時(shí)TiO2 與包核基體之間不易脫離,從而提升了其顏料性能,可大比例取代鈦白粉加以使用。
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