表面無(wú)機包覆是鈦白粉后處理過(guò)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，可改善其分散穩定性能、耐光性能及耐候性能，以滿(mǎn)足涂料、塑料、造紙、油墨、化妝品、橡膠等領(lǐng)域的實(shí)際應用要求。
　　
　　1、氧化鋁包覆鈦白粉
　　
　　表面包覆氧化鋁是工業(yè)中常見(jiàn)的提升鈦白粉水性體系分散穩定性能的手段之一，氧化鋁包覆層微觀(guān)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(zhì)產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而影響其在水性體系中的分散穩定性能，通過(guò)調控包覆工藝因素可實(shí)現氧化鋁包覆層微觀(guān)結構調控和優(yōu)化。
　　
　?。?）最佳工藝
　　
　　當氧化鋁包覆層為勃姆石結構，且其連續性與孔隙度越高，則絮狀結構越顯著(zhù)，鈦白粉包覆氧化鋁樣品在水性體系中的分散穩定性能越優(yōu)。當反應pH為9、反應溫度為70℃、氧化鋁與鈦白粉質(zhì)量比為3.2%、反應時(shí)間為60min、熟化時(shí)間為120min、漿料濃度（固相質(zhì)量分數）為25%、NaCl加入量為2.5%（質(zhì)量分數）、預分散劑用量為0.3%（質(zhì)量分數）時(shí)，所制備氧化鋁包覆金紅石型鈦白粉樣品表面生成絮狀、高連續勃姆石包覆層，具有優(yōu)異的水性體系分散穩定性能。
　　
　?。?）性能提升機理
　　氧化鋁包覆層顯著(zhù)提升鈦白粉樣品在水性體系中分散穩定性能的機理：
　　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聚，維持了鈦白粉顆粒在水性體系中的空間穩定；
　　2）連續絮狀水合氧化鋁在鈦白粉顆粒表面的形成，顯著(zhù)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絮狀包覆層的形成，增加了鈦白粉顆粒表面的zeta電位，增強了顆粒間的靜電斥力，阻礙了顆粒間的團聚。
　　
　　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?chē)橘|(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(guān)結構直接決定鈦白粉顆粒暴露在外界環(huán)境或周?chē)橘|(zhì)中的面積，進(jìn)而影響其耐候性能。
　　
　?。?）最佳工藝
　　
　　以酸溶穩定性能為耐候性能的評價(jià)指標，二氧化硅包覆鈦白粉樣品包覆層連續性越高致密性越好，包覆層越厚所得包覆樣品的耐候性能越優(yōu)。當反應pH為9、反應溫度為85℃、二氧化硅與鈦白粉質(zhì)量比為2.5%、反應時(shí)間為90min、熟化時(shí)間為120min、漿料濃度（固相質(zhì)量分數）為25%、預分散劑用量為0.5%（質(zhì)量分數）時(shí)，制備得到二氧化硅包覆鈦白粉樣品表面生成高度連續、致密、較厚包覆層，具有優(yōu)異的耐候性能。
　　
　?。?）性能提升機理
　　
　　二氧化硅包覆層顯著(zhù)提升鈦白粉樣品耐候性能的機理：
　　1）二氧化硅包覆層可以有效阻礙酸性物種對鈦白粉內核的直接侵蝕，減緩外界環(huán)境變化造成鈦白粉內核的風(fēng)化；
　　2）二氧化硅包覆層可以抑制鈦白粉晶體結構的轉化，提升鈦白粉的結構與熱穩定性能。
　　
　　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，致使周?chē)袡C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?chē)橘|(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(jià)指標，二氧化鋯包覆鈦白粉樣品表面包覆層連續均勻性越好則致密性越高，包覆樣品的耐光性能越優(yōu)。當反應pH為5、反應溫度為55℃、二氧化鋯與鈦白粉質(zhì)量比為5%、反應時(shí)間為60min、熟化時(shí)間為120min、漿料濃度（固相質(zhì)量分數）為20%、預分散劑用量為0.3%（質(zhì)量分數）時(shí)，所制備二氧化鋯包覆鈦白粉樣品呈現連續、致密包覆層結構，具有優(yōu)異的耐光性能。
　　
　?。?）性能提升機理
　　
　　二氧化鋯包覆層提升鈦白粉樣品耐光性能機理：
　　1）連續均勻致密二氧化鋯包覆層阻礙鈦白粉界面活性基團與有機物的接觸；
　　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的生成速率，減緩其對周?chē)袡C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)中應用時(shí)需同時(shí)具備高的耐光性能及優(yōu)良的分散穩定性能?，F階段主要通過(guò)對鈦白粉進(jìn)行無(wú)機-有機復合包覆達到實(shí)際應用要求。開(kāi)發(fā)一種經(jīng)單次無(wú)機包覆即可同時(shí)滿(mǎn)足耐光性能及分散穩定性能要求的產(chǎn)品，可顯著(zhù)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(fā)產(chǎn)生的光生電子，抑制活性基團的產(chǎn)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(shí)提升鈦白粉的耐光性能及分散穩定性能。
　　
　?。?）最佳工藝
　　
　　以耐光性能為主要評價(jià)指標、水性體系中的分散穩定性能為輔助評價(jià)指標，磷酸鋁包覆層連續性與致密性越高，鈦白粉包覆磷酸鋁樣品耐光性能及水性體系分散穩定性能越優(yōu)。當反應pH為9、反應溫度為50℃、磷酸鋁與鈦白粉質(zhì)量比為3.0%、反應時(shí)間為60min、熟化時(shí)間為120min、漿料濃度（固相質(zhì)量分數）為25%、預分散劑用量為0.2%（質(zhì)量分數）時(shí)，得到的磷酸鋁包覆鈦白粉樣品表面生成連續、致密包覆層，具有優(yōu)異的耐光性能及水性體系分散穩定性能。
　　
　?。?）性能提升機理
　　
　　磷酸鋁包覆層提升鈦白粉耐光性能的機理：
　?、龠B續致密磷酸鋁包覆層阻礙鈦白粉界面活性基團與有機物的接觸；
　?、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合樣品表面活性基團（羥基自由基、超氧根自由基等）生成速率，減緩其對周?chē)袡C物的降解。
　　
　　磷酸鋁包覆鈦白粉提升水性體系分散穩定性能的機理：
　?、龠B續磷酸鋁包覆層通過(guò)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；
　?、谔嵘伆追郾砻娴碾娯撔?，增加顆粒間的靜電斥力，阻礙顆粒間的團聚。
　　
　　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。
　　
　?。?）最佳工藝
　　
　　鈦白粉表面包覆二氧化鈰的優(yōu)化工藝條件：反應溫度為65~70℃，攪拌速度為500r/min，預分散劑六偏磷酸鈉用量為0.3%（質(zhì)量分數），漿料濃度（固相質(zhì)量分數）為23%，二氧化鈰與鈦白粉質(zhì)量比為3%。
　　
　?。?）性能提升機理
　　
　　二氧化鈰包覆層提升鈦白粉耐光性能機理：
　　1）阻礙金紅石型鈦白粉與周?chē)难鯕夂退肿咏佑|；
　　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pH為2.0，反應溫度為50℃，反應時(shí)間為180min，氯化錫加入量為25%（質(zhì)量分數），氯化錫與氯化銻質(zhì)量比為12∶1，煅燒溫度為600℃，煅燒時(shí)間為150~180min。
　　
　　資料來(lái)源：《董雄波,張祥偉,劉曉瑞,鄭水林.無(wú)機包覆鈦白粉研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].無(wú)機鹽工業(yè),2020,52(10):30-36》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！