二氧化鈦是目前世界是最白的白色顏料，其工業(yè)化生產(chǎn)于1923年拉開(kāi)序幕后，幾年內(nèi)便受到各發(fā)達(dá)國(guó)家顏料工業(yè)的熱捧。在1956年前工業(yè)上主要采用是硫酸法生產(chǎn)，1956年杜邦公司開(kāi)始將二氧化鈦的更加環(huán)保的生產(chǎn)方法-氯化法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
至今硫酸法及氯化法仍是工業(yè)上生產(chǎn)主流方法。
氯化法節(jié)能環(huán)保，自動(dòng)化程度高但生產(chǎn)成本高，在發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用;
硫酸法相對(duì)而言污染較大，但投資較少，所以至今然而在工業(yè)上使用。
金紅石型二氧化鈦因其具有白度高，遮蓋力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)而集萬(wàn)千寵愛(ài)于一身，被應(yīng)用于各種高端顏料。
為了讓鈦白粉的性質(zhì)更加完美，無(wú)論是硫酸法還是氯化法生產(chǎn)的二氧化鈦，都要進(jìn)行表面處理，以減弱鈦白粉的光化學(xué)活性(增強(qiáng)耐候性)及提高其分散性。
一、鈦白粉后處理核心工序-包膜
鈦白粉的包膜屬于后處理工序的核心部分。包膜又稱為表面處理，其目的就是提高鈦白粉，特別是金紅石型鈦白粉的應(yīng)用性能指標(biāo)，使其在不同的應(yīng)用場(chǎng)合都具有優(yōu)異的使用效果。
圖1 鈦白粉的表面處理分類
包膜根據(jù)其在二氧化鈦表面包覆所需物質(zhì)的性質(zhì)可以分為無(wú)機(jī)包膜和有機(jī)包膜;根據(jù)其包覆的方法又可分為干法包膜和濕法包膜。一般情況下，對(duì)于無(wú)機(jī)氧化物形成的膜都是利用濕法包膜，也就是無(wú)機(jī)包膜;對(duì)于添加有機(jī)表面活性劑來(lái)提高產(chǎn)品性能的一般都是干法包膜，個(gè)別的使用濕法包膜。
二、鈦白粉后處理工藝
1、無(wú)機(jī)處理工藝
作用機(jī)理：在粒子氧化鈦表面形成一層均勻的無(wú)色或白色無(wú)機(jī)氧化物膜，以堵塞TiO2的光活化點(diǎn)，提高耐候性。
處理工藝：無(wú)機(jī)包膜是將鈦白粉打漿后，在漿液的環(huán)境下，加入可溶性的鹽類，然后通過(guò)調(diào)節(jié)漿液的pH值，使可溶性鹽沉積在二氧化鈦顆粒的表面，形成一層氧化物薄膜包覆，既隔絕了二氧化鈦與空氣的接觸，同時(shí)又由于這層膜薄而透明，使二氧化鈦的顏料性能得以保存。
處理目的：主要是為了提高耐候性。
無(wú)機(jī)表面處理劑：硫酸鋁、偏鋁酸鈉、硅酸鈉等;用于高耐候產(chǎn)品的有硫酸鋯、硫酸氧鈦(使吸油值增加，逐漸淘汰)、硫酸鋅及銻、錫等。
圖2 無(wú)機(jī)表面處理劑包覆模型及使用方向
以一次粒子為核心，包覆水合氧化物薄膜層，一般厚度為幾個(gè)納米。無(wú)機(jī)包膜中使用最多的是鋁包覆，單鋁處理的產(chǎn)品很多，與硅、鈦配合處理的也很多。
2、有機(jī)處理工藝
作用機(jī)理：在TiO2表面包膜一層有機(jī)氧化物膜或表面活性劑，加入的有機(jī)包膜劑與顏料粒子表面結(jié)合后，顏料粒子彼此間的范德華力就不足以使它們?cè)傥皆谝黄穑虼速x予顏料很好的分散性;同時(shí)有機(jī)包膜劑外露的基團(tuán)賦予了顏料粒子與溶液體系良好的相溶性。
處理工藝：有機(jī)表面處理劑的加入方式，一般可以在無(wú)機(jī)表面處理后，干燥前的漿料中加入，或在最后氣流粉碎加入，加量一般占二氧化鈦的0.1%~1%(質(zhì)量)，常用量0.2%~0.6%。工業(yè)上通常是在鈦白粉生產(chǎn)的最終粉碎階段，也就是氣流粉碎時(shí)加入有機(jī)表面處理劑。
圖3 有機(jī)包膜原理
處理目的：提高鈦白粉在不同介質(zhì)中的分散性和相容性，并能改善光澤度，流變性及潤(rùn)濕性。
有機(jī)表面處理劑：三大類，即新戊二醇、三羥甲基丙烷等多元醇類，三乙醇胺、三甲胺等有機(jī)胺類和硅樹(shù)脂等有機(jī)硅類。
