鈦白粉主要用於造紙、油墨、塑料、塗料（liào）等行業，在使用過（guò）程（chéng）中（zhōng）對鈦（tài）白粉的性能要（yào）求較（jiào）為嚴（yán）格，尤其是鈦白粉的分散性能，各應用體（tǐ）係對其格外關注。若鈦白粉的分散性能較差，不能完全體現出鈦白粉的高白度、高遮（zhē）蓋等性能，在粉末塗料（liào）中會（huì）影響整體分散（sàn）效果，嚴重甚至會導致粉末塗（tú）料含有顆粒、產生沉澱等。通過各種控製手段，提高鈦（tài）白粉的分散性，有（yǒu）利於粉末塗料生產廠家的生產（chǎn）質量。
目前（qián），國內（nèi）外對於鈦白粉分散性能的研究較少（shǎo），大都停留在實驗室階（jiē）段，對生（shēng）產的導向作用極少，而（ér）且對於分散機理的研究少之（zhī）又少，對其分散好壞沒有進行係統（tǒng）論述，其影（yǐng）響效果一直沒有明確定論。下列針（zhēn）對鈦白粉在水性體係中的分散效果及影響因素進行係統實驗（yàn）。

1　實驗材料與方（fāng）法
1.1　實驗材料
本（běn）實驗材料主要（yào）為鈦（tài）白粉，根據不同的影響因素選取相（xiàng）應性質的鈦白粉原料，所用水為（wéi）去離子水，pH值調整劑選用0.1 mol/L的硫酸（suān）和氫氧（yǎng）化鈉溶液，涉及到的分散劑選（xuǎn）用分析（xī）純，並用去離子水配製成0.1mol/L。其他設備還有pH值計、熒光光譜分析儀（yí）、粒度分布儀、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（fěn）碎機上粉碎不同的時間，讓其（qí）粒度產生差異，然後將這5份鈦白粉分別配（pèi）製成（chéng）700 g/L的溶液，充分分（fèn）散後測量黏（nián）度（dù）並記錄（lù）。
(2)取8份鈦含量不同的鈦（tài）白粉，分別檢測（cè）其產品的組分，然後將這8份鈦白粉分別配製成700 g/L的（de）溶液（yè），充分分散後測量黏度並記錄。
(3)取10份去離子水，分別用硫酸溶液和氫氧化鈉溶液（yè）調製成pH值＝2、3、4……11的溶（róng）液，保持其總（zǒng）體積（jī）相同（tóng），然後分別加入相同質量（liàng）的（de）鈦白粉（fěn）配製成700g/L的溶液，充分分散後測量（liàng）黏度並記錄。
(4)取9份相同（tóng）的鈦白粉配製（zhì）成濃度（dù）為700 g/L的鈦白粉溶液，分別加入矽酸鈉分散劑，加量分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%，並做一個空白對照，充分分散後測量黏度並記錄（lù）。

2　實驗結果
2.1　粒度實驗
將鈦白粉進行氣（qì）流粉碎後其粒度隨（suí）著粉（fěn）碎時間的延長而降低（dī），對（duì）產品進行粒度分布（bù）的測試，結果見圖（tú）1。

對上述（shù）5份鈦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（de）粒度（dù）分布逐漸變寬，並且峰值粒度也逐漸變大，因此，樣品1到（dào）樣品5的平均粒度逐漸變大。從圖2中可以看出，鈦白粉的黏度與產品粒度呈正相關的關係，即產品的粒度越大，黏度越（yuè）大，分散性越差（chà）。樣品1與（yǔ）樣品2的黏（nián）度（dù）相（xiàng）差較小，從樣品3之後產品黏度增加幅度較快（kuài），這就說明，在粒度較小的情況下產品的分散性差異較小，隨著產品粒度的（de）增加，分散性的差異逐漸顯現（xiàn）出來，並呈指數型（xíng）增加。
2.2　含鈦量實驗（yàn）
鈦白粉中含（hán）量最（zuì）多的（de）物質是二氧化鈦，最高含量可達99%，通常情（qíng）況下顏料（liào）級鈦白粉的二氧化鈦含量在85%～95%。二氧化鈦含（hán）量是鈦白粉主要的指標之一，含鈦量越高，鈦白（bái）粉的白度性能越好，但相（xiàng）應成本就越高（gāo），不同的應用體係含鈦量也有不同的要求。將（jiāng）不同含鈦量的鈦白粉進行檢（jiǎn）測（cè）後配製（zhì）成相同濃（nóng）度的溶液，充分分散後測量黏度，其結果見圖3。

從圖3中可以看出，隨著鈦含量的（de）升高，產品的黏度出現下降趨勢，即（jí）鈦白粉中二氧化鈦（tài）含量越高，產品的分（fèn）散性越好。當產品中鈦含量在90%以下時，產品黏度的變化（huà）較大，而當鈦含量增加到90%以上時變化幅度較小，因此，高二氧化鈦含（hán）量雖然在一定程度上有提高（gāo）產品分散（sàn）性的好（hǎo）處，但是當鈦含量升（shēng）高到（dào）90%以上時其提升（shēng）效果不（bú）太明顯。
2.3　pH值實驗
在鈦白粉的應用中，經常將鈦白粉置於不同pH值下進行分散，如（rú）在造紙（zhǐ）過程中會將鈦白粉分散於堿性環境中（zhōng），而在乳膠（jiāo）漆體係中也有將鈦白粉分（fèn）散於弱酸性的環境。將相同的鈦白粉（fěn）置於不同的pH值中，在水性（xìng）體係的相同濃度下（xià）測（cè）量黏度，得到的結果見圖4。

從圖4中可以看（kàn）出，在相同的濃度下pH值與鈦（tài）白（bái）粉的黏度呈“U”型（xíng）關係（xì），即在強酸和強堿環境下鈦（tài）白粉的分（fèn）散性極差，在堿度適中時鈦白粉的分（fèn）散性較好。該鈦白粉在pH值＝5.2時表現出極好的分散效果，隨著pH值的升高，黏度增加極快，當pH值增（zēng）加到12時，黏度接近1 900 mPa · s。在強酸性環境下，鈦白粉的分散性要比（bǐ）強堿（jiǎn）性環境好，當pH值＝4.2時黏度僅為508 mPa · s。因此，鈦白粉在酸性條件下要比堿性環境分散性好，尤（yóu）其是在弱酸性環（huán）境下（xià）分散性最好。
2.4　分散劑實驗（yàn）
分散劑是（shì）提高（gāo）分散性能的（de）重要手段，在（zài）鈦白粉行業中常用的（de）分（fèn）散劑（jì）有六（liù）偏（piān）磷酸鈉、矽（guī）酸鈉等，可根據不（bú）同的場合選擇使用。圖5是（shì）用矽酸鈉作為（wéi）分散（sàn）劑（jì）研究對分散性能的（de）影響。

從圖5中可以看出，分散劑的加入能有效降（jiàng）低鈦白粉的黏度，提高分散性能，尤其（qí）是分散劑加量在0.2%以內時能迅速（sù）降低黏度，當（dāng）分散劑加量繼（jì）續增加時，黏度（dù）降低的幅度（dù）下降，效（xiào）果不太明顯。這主要是（shì）由於0.2%左右的分散劑足以分散700 g/L的鈦白粉，再進（jìn）一步增加分散劑不會（huì）對分散效果進一步提升。

3　機理分析
通過（guò）對以上實（shí）驗可總結出以下分散機理。
(1)鈦白粉的分散過程（chéng）就是大塊顆（kē）粒變成小塊顆粒的過程，當（dāng）鈦白（bái）粉的顆粒足夠小時，就是分（fèn）散性能較好的時刻。鈦白（bái）粉的顆（kē）粒較大，其分散需要一定的外力才能將大顆粒變成小顆粒，這些外力包括外加動力、溶解力、分子氫鍵等，而這些（xiē）外力與顆（kē）粒的（de）大小成正比，顆粒越大，需要的外力越大，在相同的情況下大顆粒的分散性能就（jiù）越差。
(2)鈦白粉中（zhōng）鈦含量是重要的指標之一，鈦元素可表現出較多（duō）的性能，其（qí）中之一是親水性。鈦元素表麵有較多的不（bú）飽和（hé）鍵，可（kě）與水分子形成（chéng）較多的氫鍵，生成鈦元素的水（shuǐ）合物。這種物質的存在能使鈦白粉與水的親和力加強，從而增加鈦白粉的分散性。
(3)當鈦白粉體（tǐ）係中pH值改變，其實就是改變了體係的電（diàn）位值，而鈦白粉本（běn）身具有一定的（de）Zeta電位，當溶液中電位與鈦白粉本身的Zeta電位相符合時（shí）鈦白粉的分散性能就加強，這是電（diàn）子相互排斥的結果。當兩電位相同時產生較大的斥力，使得水分子與鈦白粉分子相互排斥，兩者有遠離的趨勢，從而加大了兩者的間距，實現在混合（hé）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（rú）陰離子分散劑，可以使得溶液中（zhōng）分子表麵荷負電（diàn），從而實（shí）現在斥力作用下分散（sàn）；而當分散劑（jì）添加量過多時，荷負電的物質反而會產生團（tuán）聚（jù），使得顆粒變（biàn）大，分散效（xiào）果不（bú）明顯。

來源：山東道恩鈦業

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