高耐候性钛白粉制备工艺及水悬浮液pH值控制研究

摘要

钛白粉(TiO2)是最佳的白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、造纸和油墨等领域。但由于未经后处理的钛白粉具有光催化活性，可使其周围的有机物发生降解，产生失光、变黄、粉化现象。因此，必须对钛白粉进行后处理，一般是在钛白粉颗粒表面包覆一层或多层无机氧化物膜，如用亲水的Si、Al、Zn、Zr等金属氧化物。钛白粉的后处理一直是我国高档钛白粉工艺开发和工业生产的关键和难题，基于此，本论文研究了在TiO2颗粒表面包覆SiO2膜和Al2O3膜的过程，研究了相关参数：pH值、温度、浆液固含量、加料速度等对包膜过程的影响，获得了钛白粉表面包氧化硅膜、氧化铝膜、以及二元、复合包覆的工艺路线，并通过透射电子显微镜(TEM)和人工老化实验对试样进行分析和测试。实验结果显示该工艺路线能在钛白粉表面形成连续、均匀、致密的膜层，且实验产物具备良好的光催化屏蔽性能，确定了产品耐候性的有效评价方法。
　　 钛白粉作为典型的精细化工产品，针对不同领域有不同的质量要求。钛白粉的水悬浮液pH值直接影响到其在水性涂料中的应用性能和工业生产的稳定性。国家标准GB/T1706-2006规定水悬浮液pH值由供需双方商定。鉴于此，本文研究了钛白粉经过氧化硅、氧化铝包膜后的水悬浮液pH值和颗粒表面电位特性的变化。结果表明，包氧化硅后钛白粉悬浮液呈碱性，包氧化铝后钛白粉悬浮液呈酸性。通过对包硅产品进行微量包铝、或对包铝产品进行微量包硅能够有效调控最终包覆产品水悬浮液的pH值，得到了调控钛白粉水悬浮液pH值的规律，为包膜钛白粉在水性涂料等相关领域中的应用提供了实用性的依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景

1.2粉体表面改性的研究状况

1.2.1超细粉体技术

1.2.2超细粉体的表面改性技术

1.2.3粉体的无机包覆

1.3钛白粉无机包覆的研究状况

1.3.1钛白粉的表面性质

1.3.2钛白粉包覆工艺的研究现状

1.3.3钛白粉光催化屏蔽特性测试方法的研究现状

1.4论文的内容与意义

1.4.1选题的目的与意义

1.4.2论文的研究内容

第二章实验装置、试剂及方法

2.1无机包覆实验设备及装置

2.1.1实验材料

2.1.2实验流程

2.1.3包覆过程

2.1.4分析方法

2.2光催化屏蔽特性测试实验装备及装置

2.2.1实验材料

2.2.2实验装置

2.2.3实验方法

2.3水悬浮液pH值测试实验装备及装置

2.3.1实验方法

2.3.2表征和检测

第三章钛白粉无机包覆过程及膜结构

3.1钛白粉表面包覆SiO2膜的工艺、过程及特性研究

3.1.1分散剂的筛选

3.1.2最佳包硅方案的确定

3.2钛白粉表面包覆Al2O3膜的工艺、过程及特性研究

3.3硅铝复合包覆

3.3.1 pH值对膜层形貌的影响

3.3.2温度对膜层形貌的影响

3.3.3不同硅铝包覆量比对膜层形貌的影响

3.3.4复合包覆表面包膜的能谱分析

3.3.5包覆前后颗粒表面的ζ电位分析

3.4硅铝二元包覆

3.5复合包覆工艺中试

3.5.1中试实验原料及设备

3.5.2中试实验方法

3.5.3中试包覆产品

3.6复合包覆工艺工业放大

第四章包膜钛白的光催化屏蔽特性研究

4.1二氧化钛紫外光催化罗丹明

4.2二氧化钛紫外光催化苯丙乳液漆膜

4.3二氧化钛紫外光催化异丙醇

4.4三种方法的比较

第五章硅铝包覆钛白粉水悬浮液pH值和调控

5.1氧化硅、氧化铝包膜层形貌

5.2不同包覆量包硅、包铝钛白粉水悬浮液pH值

5.3不同包覆量颗粒表面的ζ电位分析

5.4二元硅铝包膜钛白粉水悬浮液pH值

5.5小结

第六章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

作者和导师简介