鈦白粉主要（yào）用於造（zào）紙、油墨、塑料（liào）、塗（tú）料等行業，在使用（yòng）過程中對（duì）鈦白（bái）粉的性能要求（qiú）較為嚴（yán）格，尤其是鈦白粉的分散性能，各應用體係對其（qí）格外關注。若鈦白粉（fěn）的分散性能較差，不能完全體現出鈦白粉的高白度、高遮蓋等性能，在粉末（mò）塗料中會（huì）影響整體分散效果，嚴重甚至會導致粉末塗（tú）料含有顆粒、產生沉澱等。通過各種控製手（shǒu）段，提高鈦白粉的分散性，有利於粉（fěn）末塗料生產廠家的生產質量。
目前，國內外對於鈦白粉分散性能的研究較少，大都停留在實驗室階段，對生產的（de）導向作用極少，而且對於分散機理的研究少之又少，對其分散好（hǎo）壞沒有進行係統論述，其影（yǐng）響效果一直沒有明確定論。下列針對鈦白粉在水（shuǐ）性體係中的分散效果及影響因素進行係統實驗。

1　實驗材（cái）料與方法
1.1　實驗材料
本實驗材（cái）料主要為（wéi）鈦白粉，根據不同的影響因素選（xuǎn）取相應性質的鈦白粉原料，所用水為去離子（zǐ）水，pH值調整劑選用（yòng）0.1 mol/L的硫酸和氫氧（yǎng）化鈉溶液，涉及到的分散劑選用分析純，並用去離子水配（pèi）製成0.1mol/L。其他設（shè）備還有pH值計、熒光光（guāng）譜分析儀、粒度分（fèn）布（bù）儀、黏度計等。
1.2　實驗步驟
(1)取適量鈦白粉分成5份，在氣流粉碎機上粉碎不同的時間，讓其粒度產生差異，然後將這（zhè）5份（fèn）鈦白粉分別配製（zhì）成700 g/L的溶液，充分分散後測量黏度並記錄。
(2)取8份鈦含量不同的鈦白（bái）粉，分別檢測其（qí）產品的組分，然後將這8份鈦白粉分別配製成700 g/L的溶液，充分分散後測量黏度並（bìng）記錄。
(3)取10份（fèn）去離子水，分別用硫酸溶液和（hé）氫（qīng）氧化鈉溶液調製成pH值＝2、3、4……11的溶液，保持其總體（tǐ）積相同，然後分（fèn）別（bié）加入相同質量（liàng）的鈦白粉配製成700g/L的溶液，充分分散後測量黏度（dù）並記錄。
(4)取9份相同的鈦白粉配製成濃度（dù）為700 g/L的鈦白粉溶液（yè），分別加入矽酸鈉分散劑，加量分別為（wéi）0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%，並做一個空白對照，充分分散後測（cè）量黏度並記錄。

2　實（shí）驗結（jié）果
2.1　粒度實驗（yàn）
將鈦（tài）白粉進行氣流粉（fěn）碎後（hòu）其粒度隨著粉碎時間（jiān）的延（yán）長而降低，對產（chǎn）品進（jìn）行粒度分布（bù）的測試，結果見圖（tú）1。

對上述5份鈦（tài）白粉配製成相同濃度的溶液後測量結果見圖2。

從圖1中看出，樣品1到樣品5的粒度（dù）分布逐漸變寬，並（bìng）且峰值粒度也逐漸（jiàn）變大，因此，樣（yàng）品1到樣品5的平均粒度逐漸（jiàn）變大。從圖2中可以看出，鈦白粉的黏度與產品粒度呈正相關（guān）的關係，即產品的粒度越大，黏度越大，分散性越差。樣品1與樣品2的黏（nián）度相差較小，從樣品（pǐn）3之後產品黏（nián）度增加幅度較快，這（zhè）就說（shuō）明，在粒度較小的情況下產品的分散性差異較小，隨著產品粒（lì）度的增加，分散性的差異逐漸顯現出來，並呈指數型增加。
2.2　含鈦（tài）量實驗
鈦白粉中含量最多的物質是二氧化鈦，最高含（hán）量（liàng）可達99%，通常情況下顏料級鈦白粉的二氧化鈦（tài）含量在85%～95%。二（èr）氧化鈦含量（liàng）是鈦白粉主要的指標之一，含鈦量越高（gāo），鈦白粉的白度性能越好，但相應成本就越高（gāo），不同的應（yīng）用體係含鈦（tài）量（liàng）也有（yǒu）不同的要求。將不同含鈦量的鈦白粉進行檢測後配製成（chéng）相同濃度的溶液，充分分散（sàn）後測量黏度，其結果見圖3。

從圖3中（zhōng）可以看出，隨著鈦含量（liàng）的升高，產品的黏度（dù）出（chū）現下降趨勢，即鈦白粉中二氧化鈦（tài）含量越高，產品的分散性越好。當產品中鈦含量在90%以下時，產品黏度的變化較（jiào）大，而當鈦含量增加到90%以上時變化幅度較小，因此（cǐ），高二氧化鈦含量雖（suī）然在一定程度上有提高產品分散性的好處，但是（shì）當鈦含量升高到90%以上時其提升效果不太明（míng）顯。
2.3　pH值（zhí）實驗
在鈦（tài）白粉的應用中（zhōng），經常將鈦白粉置於不同pH值下進行分散，如（rú）在造紙過程中會將鈦白粉分散於堿性環境中，而在乳膠（jiāo）漆體係中也有將鈦白（bái）粉分散於弱酸性的環（huán）境（jìng）。將（jiāng）相同的鈦白粉置於不同的pH值中，在水性體（tǐ）係的相同濃（nóng）度下測量（liàng）黏度，得到的結果見（jiàn）圖4。

從圖4中可以看出，在（zài）相同（tóng）的濃度下pH值與鈦白粉的黏（nián）度呈“U”型關係，即在強酸和強堿環境下鈦（tài）白粉的分散性（xìng）極差，在堿度適中時鈦白粉的（de）分散性較好。該鈦白粉在pH值（zhí）＝5.2時表現出極好的分散效果（guǒ），隨著pH值的升高，黏度增加極快，當pH值增加到12時，黏度（dù）接近1 900 mPa · s。在強酸性環境下，鈦白粉的分散性要比強堿性環境（jìng）好，當pH值＝4.2時黏度僅為508 mPa · s。因（yīn）此，鈦白粉在（zài）酸性條件下要比（bǐ）堿性環境分散性好，尤（yóu）其是在弱酸性環境下分散性最好（hǎo）。
2.4　分散劑實（shí）驗
分散劑是提高分散性能（néng）的重要手段，在鈦白粉行業中常用的分散劑有六偏磷酸鈉、矽酸（suān）鈉等（děng），可根據不（bú）同的場合選擇使用。圖5是用矽酸鈉作為分（fèn）散劑研究（jiū）對分散性能（néng）的影（yǐng）響。

從圖5中可以看出（chū），分散劑的加入能有效降低鈦白粉的黏度，提高分散性能，尤其是分散劑加量在0.2%以內時能迅速降低黏度（dù），當分散劑加量繼續增加時，黏度降低（dī）的幅度下降，效果不太明顯。這主要是由於0.2%左右的分（fèn）散劑足以分散700 g/L的鈦白（bái）粉，再進一步增加分散劑不會對分散（sàn）效（xiào）果進一步提升。

3　機理分析
通過（guò）對以（yǐ）上實驗可總（zǒng）結出以（yǐ）下分散機理。
(1)鈦白粉的（de）分散過程就是大塊顆粒變（biàn）成小塊顆粒的過程（chéng），當鈦白粉（fěn）的顆（kē）粒足夠小時，就是分散性能較好的時刻。鈦白粉的顆（kē）粒較大，其分散需要一定的外力才能將大顆粒變（biàn）成小顆粒，這（zhè）些外（wài）力包括外加動力、溶解力、分子氫鍵等，而這些外力（lì）與顆粒的大小成（chéng）正比，顆粒越（yuè）大，需（xū）要的外（wài）力越大，在相同的情（qíng）況下大（dà）顆粒的分（fèn）散性能就越差。
(2)鈦白粉中鈦含量是重要的指標之一，鈦元素（sù）可表現出較多的性（xìng）能，其（qí）中之一是親水性。鈦元素表（biǎo）麵（miàn）有（yǒu）較多的不飽和鍵，可與水分子（zǐ）形成較多的氫鍵，生成鈦元（yuán）素的水合物。這種物質的存在能使鈦白粉與水（shuǐ）的親和力加強，從而增加（jiā）鈦白粉的分散（sàn）性。
(3)當鈦白粉體係中（zhōng）pH值改變，其實就是改變了體係的電位值，而鈦白粉本身具有一定的Zeta電位，當溶液中電位與鈦白粉本身的Zeta電位相符合時鈦白粉的分散性能就加強，這是電子相互排斥的結果（guǒ）。當兩（liǎng）電位相同時產（chǎn）生較大的斥力，使得水分子與鈦白（bái）粉分子相（xiàng）互排斥，兩者有遠離的（de）趨勢，從而加大了兩者的間距，實現在混合體係中的分散。
(4)分散劑的加入可以改變溶液中各集合體的電性，如陰離子分散劑，可以使得溶液中（zhōng）分子表麵荷負電，從而實現在斥力作用下分散；而當分散劑（jì）添加量過多時，荷負電的（de）物質反而會產生團聚，使得顆粒變大，分（fèn）散效果不明顯。

來源：山東道恩鈦業

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