二氧化钛的表面处理.docx

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二氧化钛的表面处理

二氧化钛的表面处理

0前言

二氧化钛（俗称钛白粉）广泛应用于涂料、油漆、塑料、造纸、化妆品及医药工业中。

其中，涂料和油漆领域所占比重最大。

尽管在过去30年间，涂料和油漆消耗的二氧化钛量在总消耗量中的份额，由60％~62％下降到55％一58％，这主要是由于塑料制品等工业领域中二氧化钛用量增长更迅速。

为适应市场需求，钛白工业试图开发有尽可能多的适合各种用途的标准钛白。

但是，这必然会在开发阶段产生一个问题，即决定以什么性能作为主导的问题：

是以光学性能为主导，还是光泽促进性为主导，还是以分散性或耐候性为主导的问题。

开发新一代通用型钛白的目的，就是将钛白优异的光学性能、高光泽和很好的分散性、耐候性在一种钛白产品中表现出来，使旧有的标准钛白升格为真正的多用途钛白，大量减少供应商库存积压，是一项具有相当意义的挑战。

二氧化钛颜料在白色颜料中的折光指数是最高的，具有优异的光散射能力、高消色力和遮盖力等性能。

钛白粉分为金红石型和锐钛型两种晶型，其主要区别在于晶格结构、折光指数、密度和对UV光的稳定性。

金红石型钛白粉的折光指数、稳定性、耐光性和遮盖性等均优于锐钛型，它在分散体系（聚合物）中的光散射性比锐钛型高20％左右。

但是二氧化钛也存在着与生俱来的缺陷，其中最突出的是光化学活性。

二氧化钛在有水分的情况下经目光照射（主要是近紫外光谱域），其晶格上的氧离子会失去两个电子变为氧原子，这种新生态氧具有极强的活性，造成涂膜中的有机物质氧化，使高分子有机物逐渐发生断链、降解，最终使涂膜粉化、失光、泛黄、变色，导致耐候性降低。

其次，无论是通过硫酸法的水解和煅烧工艺还是氯化法气相氧化工艺生产出来的二氧化钛都存在着一些品格缺陷，即肖特基缺陷，其粒子表面上存存着许多光活化点，在一些微量杂质如10-6～10-3的Fe、Cr、V等存在的情况下，会加速其光化学反应，从而引发自由基键反应破坏涂膜等有机介质。

另外，二氧化钛本质上是亲水憎油性物质，表面带负电荷，在有机介质中的分散性很差，会使涂料产生浮色、发花、絮凝和沉淀，这就给它在漆料中的应用造成很大困难。

因此必须通过表面处理堵塞其光活化点，隔绝二氧化钛与光（UV）的直接接触，改善TiO2粒子的表面化学性质，提高其应用性能。

从光学效果来看，TiO2的粒径应控制在0.2～0.3m为最佳，在此粒径范围内颜料对可见光具有最大的散射力，可以获得最高的遮盖力、消色力和纯正的白度。

但是这样小的粒径具有很大的比表面积，更易发生光化学反应，使颜料的抗粉化性较差。

通过表面处理不仅解决了小粒径与抗粉化性的矛盾，而且发挥了小粒径卓越的光学性质和颜料性能优势。

无论是硫酸法或氯化法生产的钛白粉，其表面均吸附有少量的可溶性盐，氯化法产品则含有Cl2、TiCl4、TiOCl2、AlCl3等杂质，在与有机漆料混合后，会导致漆料高分子部分生成有色物质，致使白度下降，同时被涂覆的底板也会产生腐蚀作用，而通过表面处理可将杂质除去。

涂料及塑料工业根据所要求的性能特点和应用目的不同，采用性能各异的钛白粉。

例如，汽车面漆要求无光雾的光泽，用于壁板的卷材涂料要求有优异的耐候性能，印刷油墨要求高遮盖力等。

但由于普通钛白粉在这些性能方面都不能完全满足市场的要求。

因此，如何提高钛白粉的亮度、分散性、耐候性及光学性能将成为钛白工业今后发展的一个关键。

近年来，开发高光泽、高耐候性、高分散性的优质多功能型钛白粉成为国内外二氧化钛工业发展的新趋向，而表面处理的基本目的就是提高二氧化钛颜料的耐候性、分散性和保色性，这正是任何一种优异的颜料不可缺少的基本性能。

选用不同的表面处理剂，采用不同的处理方法，可以生产出不同用途的二氧化钛产品。

因此表面处理早已成为各国钛白行业中技术人员长期研究和探讨的主要课题，成为新产品开发的主要手段。

通过良好表面处理的钛白必须具有以下性能：

在溶剂性涂料和水性涂料中，必须具有高度的白度，良好的散射力和良好的光泽促进性，很好的耐候性和良好的分散性。

对装饰性（建筑）材料、高级工业涂料、汽车涂料、船舶油漆、乳胶漆、外用硬PVC塑料，工程塑料，粉末涂料具有同样的适用性。

1表面处理概念

所谓表面处理，是指通过不同的表面处理剂和处理工艺，在二氧化钛颜料粒子表面包覆一层或多层无机物或有机物，以改善二氧化钛固有的缺陷或改变其颗粒的表面性质，提高它的耐候性、分散性等应用性能。

二氧化钛的表面处理主要是通过等电点理论和稳定理论，采用沉淀、吸附、离子交换、共价健和高分子接枝反应进行的，改性结果涉及到表面电荷的变化、表面积变化，以弥补二氧化钛的光化学活性缺陷，提高二氧化钛的耐候性、耐光性；提高它在各种介质中的湿润性和分散性。

但是表面处理无法改变二氧化钛的晶型结构、粒度、粒度分布和颜色等特性，因为这些指标取决于表面处理前的基础颜料（未处理的TiO2颜料）的质量。

钛白粉的表面处理根据表面处理剂性质可以分为无机表面处理和有机表面处理两种：

根据表面处理工艺可分为湿法和干法两大类型。

一般无机表面处理采用湿法，有机表面处理大多采用干法。

无机表面处理是通过沉淀和吸附，在二氧化钛粒子表面上包上一层或多层无机水合氧化物，这通常称为“包膜”。

通过包膜可以堵塞晶格缺陷，遮蔽其表面的光活化点，使二氧化钛不直接与分散介质中的有机物接触，起到屏蔽光催化的作用，还可以增强钛白粉耐化学侵蚀的能力。

无机表面处理最主要的功能是提高其耐候性和化学稳定性。

而有机表面处理是通过有机物的极性基团吸附或键合在二氧化钛的粒子表面，依靠电斥力和空间位阻效应来提高二氧化钛在各种分散介质中的湿润性、分散性和流变性。

但二者对于二氧化钛颜料的作用又是相互关联的，实践证明无机表面处理和有机表面处理共用效果会更佳。

用于无机表面处理的无机金属水合氧化物（或氢氧化物）很多，如铝、硅、锆、钛、锌、镁、锰、铍、铬、钼等。

目前工业上普遍采用铝、硅、锆、钛等几种。

不同的表面处理剂和处理量以及处理方法，都会对二氧化钛的性质（分散性、耐候性、吸油量、光泽、遮盖力、表面积、等电点、pH、流变性、储存稳定性等）产生不同程度的影响。

2钛白无机表面处理工艺及原理

二氧化钛粗品必须经过在水中制浆分散、研磨、分级操作后，才能进行无机包膜。

因为浆料中的二氧化钛以原级粒子、聚集粒子、附聚粒子、絮凝粒子的形式存在，如果包膜前不进行分散研磨，就有叮能是对聚集粒子或絮凝粒子的包膜，这种粒子团包膜物一经气流粉碎，包膜层被打碎，呈现的是一种残缺不全的包膜状态，而包膜最理想的状态是将包膜剂均匀包在每一个原级粒子的表面，在包膜结束后，用气流粉碎机解聚时，保证每个粒子上都有完整的包膜层。

因此无机表面处理前一定要充分的分散研磨，以达到表面处理的最终目的。

目前，不论使用哪一种生产方法得到的初级产品（粗品），直接应用效果均较差。

必须经过表面处理。

处理方法有如下几种：

用无机物处理——目的是改良其户外特性、色度特征、遮盖力、耐候性和亮度；用有机物处理——目的是改良应用环境内的润湿作用、散射力和兼容性。

因此，二氧化钛处理将涂上铝、硅或锆的氧化物以及其它多种表面处理剂以改良二氧化钛颜料的性质和性能，涂层类型和数量视用途而定，其主要目的为：

a、增加其耐磨性，同时保护TiO2粒子，使其耐紫外线辐射；

b、提高应用中的分散性；

c、增加颜料的润湿性；

d、减少随时问变黄的现象。

2.1二氧化钛的表面物理化学性质

二氧化钛的性质是由其组成的钛和氧原子及其结构所决定。

通常氧原子部分电荷值在0.11～0.5范围内，可认为是两性氧化物。

因此在相应的环境中，二氧化钛可以起到广义酸和碱的作用。

TiO2还原为Ti2O3，则氧原子部分电荷值为一0.45，显碱性。

为此，它们的表面部分电荷及表面羟基的酸碱性均受到由羟基引起的多种表面物性的影响。

2.1.1表面羟基

相对于其他颜料的金属氧化物，TiO2中Ti—O键的极性较大，表面吸附的水极化发生解离，容易形成羟基，这种表面羟基可提高二氧化钛作为吸附剂及各种载体的性能，为表面改性提供方便。

二氧化钛的比表面积及其羟基量随处理温度升高而迅速下降。

2.1.2调湿性能

钛白分散于液体介质时，应首先使其润湿。

润湿性能的直接量度是润湿热。

通常认为，钛白的润湿热与其表面含水量有直接关系，其实际在于溶剂与表面羟基之间的作用。

此外，与钛白的比表面积及其处理温度密切相关。

对于高极性的二氧化钛而言，基本上是液体的极性越高，润湿热值就越大。

钛白用于涂料时，其表面酸碱性与涂料介质密切相关。

工业生产的钛白中含极少量Fe、Si的氧化物。

Fe或Si的氧化物单独存在时无明显的酸碱性，但与TiO2复合，则呈现酸性。

因此，加入其他金属氧化物改性时，可形成新的酸碱点。

2.1.3表面电性

钛白在粉末状态时通常带有静电荷。

钛白颗粒在液体（尤其是极性的）介质中因表面带有电荷而形成扩散双电层。

使颗粒的有效直径增加。

当颗粒彼此接近时。

因各具同性电荷而排斥。

有利于分散体系的稳定。

2.1.4光化学活性

光照含钛白的涂料，可使其脱色、褪色甚至粉化。

光化活性的机理可认为：

在4000A以下的光波辐照下，使价电子带的电子激发到传导带，而在价电子带形成正穴。

此时，正穴可氧化与钛白接触的展色剂，形成自由基而引起连锁反应。

此外，还能氧化表面羟基及吸附的水，形成HO自由基，氧化有机物质。

光照形成正穴，当钛白与水接触时可将氢离子还原为H2；在不与水、醇等发生源共存时，正四价的Ti离子还原为正三价的Ti离子，形成低价态的Ti2O3。

与TiO2相比较，Ti2O3是热力学不稳定态。

当光照停止后，空气中的氧可使Ti2O3氧化为TiO2。

涂料中钛白经昼夜间光照和间断的重复，使正四价的Ti离子与正三价的Ti离子间氧化还原不断循环，形成光色互变。

2.2表面处理工艺的前处理

2.2.1分散

二氧化钛在水性介质中分散的好坏不仅影响包膜时的颗粒均匀性，而且直接影响颜料粒子对光的散射性能，从而影响颜料的光学性质和性能。

首先为了顾及研磨工艺高浓度的需要，一般分散浆料浓度控制在500g／L以上。

打浆分散用的水最好采用脱离子水（水中含有离子会使颗粒重新絮凝），水的电阻率应不低于20万·cm。

其次，分散时要具有良好的搅拌强度，一般认为搅拌的线速度为186m／min时效果比较好。

另外，为了解决高浓度分散性差的问题，一般分散时要用碱或其它分散剂来调整pH值，因为在碱性条件下，特别是当pH=9～ll时，二氧化钛在水中的分散性最好。

常用的无机分散剂有碱金属的盐类或氢氧化物，如氢氧化钠、硅酸钠、六偏磷酸钠、磷酸三钠等。

值得注意的是分散剂加入量过多有害，会使分散剂之间架桥而重新絮凝。

影响二氧化钛浆料分散效果的主要因素有二氧化钛的表面电荷、粒径大小、比表面积、表面自由能、pH、表面吸附状态、亲介质性、二氧化钛与分散介质极性的平衡、分散介质的表面张力、浆料浓度、搅拌强度等。

利用静电斥力的作用和双电层理论来保持二氧化钛浆料的分散稳定性是一个常用的行之有效的办法。

2.2.2研磨（湿磨）

研磨（即湿磨）是无机表面处理前最有效的超微粉碎手段，其目的是将二氧化钛粗品中的聚集体研磨成符合工艺要求的粒度。

砂磨机是制备亚微米级高分散体的湿磨设备，它是利用矿一料之间剪刀力的作用来达到研磨破碎的目的。

湿磨对浆料的浓度、温度、黏度、pH、分散状态和装珠量都有一定的要求。

通常浆料浓度控制在600～l200g／L，浆料pH值为8～11。

钛白湿磨生产所采用的密闭立式或卧式砂磨机对其排料的温度也有严格的控制要求。

2.2.3分级

分级就是分离研磨后浆料中的粗细颗粒，将分离出来的大颗粒聚集体返回，重新研磨。

通过分级可以进一步获得具有一定粒度分布的二氧化钛分散体，因为二氧化钛颜料的粒度控制在0.2～0.3m为最佳，并且围绕此粒度分布要狭窄。

同时通过分级还可以除去被磨碎的细砂等机械杂质。

在钛白表面处理工艺中采用湿法分级，主要设备是振动筛或离心式分级器中的水力旋流器。

分级操作最关键的因素是浆料的分散程度。

如果分散不好，浆料呈絮凝状态，分级操作就很难进行。

3无机表面化学改性（包膜）

3.1表面处理主要方法

为了提高钛白对介质或粘结剂的分散稳定性，增强其光化学稳定性，改进钛白复合体系的质量，就必须对钛白的表面进行改性。

钛白表面的改性手段，可分为物理改性和化学改性两类。

由于物理改性的能耗高，设备复杂而难以推广。

在工业上广泛应用的是化学改性方法，现分述如下：

3.1.1水溶液沉积干燥法（湿法）

此法常用于钛白的无机物包膜处理，即在钛白表面沉积一层金属氧化物或含水金属氧化物，以降低其光化学活性，提高耐候性。

通常包膜的厚度为4000A，并在150~160℃下干燥处理。

用Al2O3包膜可增加钛白表面的正电荷，并提高其亲油性。

用ZrO2处理，可抑制Al2O3处理的效果，增加耐候性，而且可明显降低其吸油量。

由ZrO2和水合氧化铝复合包膜的金红石型钛白，具有优良的抗粉化性、高光泽和优异的分散性。

3.1.2表面活性剂法

根据钛白粒子表面荷电的性质，可采用阳离子或阴离子型表面活性剂，在其表面形成碳氢链向外伸展的包覆层。

例如，用水合氧化铝包覆的钛白，由于Al2O3的等电位较高，在中性水分散体系中该粒子表面呈正电性，若在其中加入阴离子表面活性剂，尤其是能与粒子表面的Al形成不溶性盐的表面活性剂，可使钛白表面亲油化。

此外，将钛白分散体和表面处理剂或其溶液的乳液混合，通过三种方式可对钛白表面进行亲油处理：

（1）加入阴离子表面活性剂，使氢键破坏；

（2）加入凝结剂，使表面电荷中和；

（3）加热脱除溶剂，使乳液破坏。

3.1.3偶联剂法

利用钛或硅系列的偶联剂处理钛白和粘结剂组成的体系，不仅改善分散体系的分散性和稳定性，而且可提高钛白颜料的白度和遮盖力。

3.1.4聚合物包膜法

由聚合物包膜处理钛白的方法可分为两类：

一类是钛白表面吸附单体并使其发生聚合。

另一类是将聚合物溶解在适当溶剂中，当钛白加入后聚合物逐渐被吸附在钛白粒子表面，排除溶剂形成包膜。

3.1.5化学沉析法

利用等离子的化学沉析和在常压或减压加热的条件下将金属卤化物、烷氧化物等化学沉析在钛白表面，也能达到改性的目地。

利用金属氯化物气相处理钛白，在粒子表面形成极为致密的包膜。

从工业观点来讲，形成的Al2O3包膜极有价值，它可显著的降低钛白的活性，并有很高的转化率。

由于化学沉析法可使钛白表面形成无定形的特殊薄膜层，可在表面产生光、电、磁等功能。

因此，在将钛白开发为功能材料方面，化学沉析法具有特殊意义。

3.1.6表面反应法

在钛白粒子表面，除氢氧根离子、正四价Ti离子和氧离子外，尚可利用表面的还原点、碱性或自由基的活性点进行表面反应，结果形成可以交换的离子。

根据表面反应的原子或原子团的性质，可形成具有新的表面物性或化学反应性的材料。

在这类表面改性的反应中，最常应用的是表面羟基的反应，可通过脂化、胺化、卤化和环氧化等反应达到表面改性的目的。

除上述使钛白粒子亲油化的表面处理反应外，随着水性涂料体系的发展，钛白粒子水性化的处理研究也已广泛发展。

除用硅酸、硅铝酸改性外，还可采用部分氟化的方法使其表面水性化。

例如，当钛白粒子用HF、NH4F、NH4HF2及NaF的各种稀溶液处理后，钛白粒子因氟化而具有酸性。

但继续氟化处理，该酸性下降，并使表面稳定，耐候性提高。

3.2常用表面处理剂及其工艺

包膜是钛白粉后处理工序中最关键、最难控制的一步，故钛白生产的整个包膜过程最好是采用先进的计算机集散控制系统进行操作的。

包膜工艺操作的关键是pH值等条件的控制。

通过对无机表面处理剂的添加量、添加顺序、包膜时的温度、pH、速度、时间等的调整，可以改变二氧化钛包膜层的结构和疏松度，从而制得具有不同吸油量和遮盖力的颜料产品。

常用的无机表面处理剂有以下几种：

3.2.1氧化铝（Al2O3）

氧化铝包膜可以单独进行（单铝包膜），也可以与SiO2，、TiO2，、ZrO2等一起进行复合包膜。

铝包膜时一般先将铝包膜剂硫酸铝或偏铝酸钠配制成100~200g／L的溶液，按TiO2质量的1.0％～5.0％（Al2O3计）的比例加入至具有一定浓度要求、分散好的二氧化钛浆料中，用一定浓度的碱或酸在l～2h内缓慢而有效的中和，使生成的氧化铝水合物沉淀到二氧化钛粒子表面，同时维持pH在8～10之间，控制反应温度在50～80℃。

一般中和反应速度快，则生成海绵状膜，所得产品的遮盖力高，但吸油量也高；若反应速度慢，反应时间在3h以上，则获得均匀致密性的膜层，生成产品的耐候性高。

铝包膜时的化学反应主要是中和沉淀反应，当采用硫酸铝以碱中和时，反应式如下：

Al2（SO4）3+6NaOH+（n-3）H2O→Al2O3·nH2O↓+3Na2SO4

当采用偏铝酸钠以酸中和时，反应式如下：

2NaAlO2+H2SO4+（n-1）H2O→Al2O3·nH2O↓+Na2SO4

铝包膜时所生成的水合氧化物，实际组分是勃姆石或假勃姆石型氧化铝（r-AlOOH）、水铝石（-AlOOH和三羟铝石[r-Al（OH）3]的混合物，当形成丝状或带状结构的勃姆石或假勃姆石型水合氧化铝时为最佳，可有利于颜料的分散。

用氧化铝包膜的二氧化钛在漆料中与漆料中的酸性官能团反应生成盐类，在醇酸树脂中的Al3+吸附在二氧化钛的表面，在有少量水存在时，铝盐离解成双电层，使二氧化钛粒子带正电荷，住其表面吸附一层树脂层，由于树脂层的保护作用，使颜料粒子起到分散作用。

同时氧化铝膜在二氧化钛表面形成一层保护层，并反射部分紫外线，降低了钛白粉的光化学活性，提高了抗粉化性和保色性。

3.2.2氧化硅（SiO2）

硅包膜与铝包膜相比较更为复杂，一般不单独进行，因为水合氧化硅之间存在着微弱的氢键，造成浆料过滤洗涤性能差，滤饼有蚀变性，甚至发生胶冻状假稠现象，因此，硅包膜通常与铝包膜、锆包膜等配合使用。

致密性氧化硅包膜一般是先将硅包膜剂硅酸钠（Na2SiO3）溶液的碱金属离子浓度（以Na2O量计）维持在0.1～0.3mol／L，大于lmol／L会增强活性硅的凝聚倾向，按TiO2质量的1.0％～10％（以SiO2量计）的比例将硅酸钠溶液加入到具有一定浓度要求、pH=8～11的二氧化钛浆料中，在此过程的同时用一定浓度的酸缓慢中和，维持浆料pH值在8～11，使硅以氢氧化硅的形式沉淀于二氧化钛粒子表面。

如果中和反应速度快就会生成很多SiO2的砂状粒子，不能完全沉积在二氧化钛表面，当进一步增加活性硅数量时，砂粒争先吸附活性硅，破坏了致密膜的包覆过程，故反应时间一般在5h左右。

致密硅沉淀反应温度要控制在80～100℃，低于60℃难以形成致密膜。

在整个包膜过程中，要保持均匀的反应条件，硅酸钠和酸溶液最好采用分散淋加的方式，并配以良好的搅拌，避免局部pH值过高或过低，生成分散的游离硅胶。

硅包膜不是纯粹的物理沉淀式包膜，而是种化学结合。

硅包膜的化学反应式如下：

Na2SiO3+H2SO4+（n-1）H2O→SiO2·nH2O↓+Na2SO4

硅包膜通过生成“活性硅”形成一层致密的无定形水合氧化硅的表皮状膜。

当硅酸钠酸化时，最初析出Si（OH）4形式的正硅酸。

这种单．体形式的正硅酸活性很大，很快发生缩合缩聚反应，生成硅氧烷链的聚合硅酸。

单体硅酸和低聚合度的水合二氧化硅具有活性，也称活性硅（高分子量的氧化硅是不活泼的）。

构成的无定形水合氧化硅以羟基形式牢固地键合到二氧化钛的表面。

这种化学结合的均匀、连续、致密状膜既不增加吸油量也不降低光泽，不仅极大地提高了钛白粉的耐候性、耐光性，解决了小粒径与抗粉化性的矛盾，增加了钛白粉的亲水性和分散性，而且还可以保护钛白粉免受化学侵蚀。

在氧化硅包膜过程中，通过改变不同的工艺控制条件（如浆料的pH值、反应温度、反应速度等），可以得到疏松、多孔性的海绵状膜，这种膜是大量极细的氧化硅粒子堆积在二氧化钛粒子之问。

这种二氧化钛颜料具有高干遮盖力、高吸油量，可以提高漆膜的不透明度，适用于高颜料体积浓度的平光乳胶漆。

3.2.3氧化锆

一般情况下锆包膜不单独进行，因其处理后的浆料过滤性差，滤饼不易抽干，易发生假稠现象，故常与铝包膜等配合使用。

一般将锆包膜剂硫酸锆或氧氯化锆溶液按TiO2质量的0.1％～2.5％（以ZrO2量计）的比例（按0.5％～1.0％的加入量为最佳，超过2.5％会对颜料的光学性能有相反的损害作用）加入到一定浓度的TiO2浆料中，同时加入一定浓度的碱溶液并维持浆料pH=8～10，控制反应温度在40～60℃，反应时间2h以上，使锆以水合氧化锆的形式沉淀于二氧化钛粒子表面形成致密、均匀、连续的锆膜。

锆包膜所形成的水合氧化锆以羟基的形式牢固地键合存TiO2表面，其表面积和表面活性很大，具有很强的吸附力，能提高二氧化钛基体与包膜层之间的结合力。

采用锆酸盐溶液如硫酸锆包膜的化学反应式如下：

Zr（SO4）2+4NaOH+（n-2）H2O→ZrO2·nH2O↓+2Na2SO4

目前，国内外普遍采用氧化锆膜米代替二氧化钛膜，因为氧化锆包膜层不仅具有二氧化钛的提高层问结合力的作用，而且能显著地掩蔽_二氧化钛晶格表面上的光活性基团，提高二氧化钛的耐候性、光泽度和耐久性。

其它的包膜剂还有氧化锰、氧化锡、氧化铈、氧化钼、氧化铬等多为特殊专用品种中才会使用上述氧化物包膜，例如氧化锰有时用于锐钛型化纤用钛白粉中，专门供给尼龙一6或尼龙一66消光用，日本富士钛公司的TA一500就属于Al2O3、SiO2、MnO包膜类型；氧化锡多用于云母珠光钛白，它同时具有促进金红石转化的作用；氧化铈的作用和氧化锆类

似，在层压纸中有时使用氧化铈包膜。

4影响钛白无机表面处理的主要因素

4.1二氧化钛浆料的分散性

选择合适的分散性，优化分散、砂磨、分级上艺，使浆料中的二氧化钛粒子尽可能地以原级颗粒形式存在，使浆料保持良好的分散性，是保证成膜质量的重要前提条件。

4.2pH值

pH值的控制是无机表面处理过程中最关键的因素。

一般情况下，钛白粉在pH≤2时分散性较好，如果pH上升会逐渐发生团聚现象，当pH=5~8时团聚现象最严重，而当pH>8时又重新分散，当pH=8～ll时分散最好。

碱性有利于在中和前保持分散状态而不团聚。

如对致密硅包膜而言，当pH值控制在9～11时硅酸聚合速度慢，并且二氧化钛粒子处于高分散状态，可以使成膜比较均匀，能够获得完整的致密性硅膜。

而当pH超出此控制范围pH=7—8时硅胶聚合速度太快，无法得到致密膜，而生成的是多孔海绵状膜，不仅影响了成膜质量，而且使产品吸油量等超标；当浆料pH值控制在2～3时，虽然硅酸聚合速度最慢，但分散性差，凝聚现象严重，造成包膜不均匀，包膜质量差，易产生触变性，使过滤、洗涤性差，产品质量不合格。

4.3包膜处理剂的加入量（或加入比例）及加入顺序

根据所需钛白粉的不同应用性能，选择适宜的处理剂加入量（或加入比例）及加入顺序至关重要。

如硅包膜剂硅酸钠的用量一般占TiO2质量的1.0％～10％（以SiO2计），当进行致密硅包膜时用量偏低，制备海绵状膜时用量偏高，但当SiO2的总包膜量超过12％，则钛白粉的机械性能下降，光学性能减退，甚至膜层从钛白粉表面分离出去。

在氯化法钛白包膜的生产过程中，精TiCl4所含杂质SiCl4中的si含量及氧化工序加入晶型转化剂铝粉的含量都直接影响着包膜处理剂的加入量。

在进行包膜试验的过程中发现，如果精TiCl4中含硅量过高，则会对包膜质量产生不利的影响，使产品的吸油量等性能超标，从而导致产品质量不合格。

因此，必须对包膜处理剂的加入量进行适当的调整。

此外，调整不同包膜处理剂之间的比例，如硅、铝比，以及处理剂的加入顺序，可以改变二氧化钛的表面电荷和等电点时的pH值，提高二氧化钛对树脂的吸附量，改善其在树脂中的分散性能。

4.4反应温度

比较高的