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关于无机颜料表面处理的方式

2017-07-21  来自: 莱州彩之源颜料科技有限公司 浏览次数:259

无机颜料表面处理

    1.无机包膜处理

    无机包膜处理是在颜料表面形成一层均匀的或白色无机氧化物膜。无机表面处理剂中使用 多的是铝和硅的水合氧化物,其中Al2O3/SiO2系列被认为是 基本的标准组成。

    对钛白等无机颜料进行 Al2O3 、 SiO2 无机表面处理包膜时,一般采用沉淀反应,如:硫酸铝或铝酸钠与碱或酸中和生成氢氧化铝沉淀在 TiO2 的表面; SiO2 用硅酸钠与酸中和生成水和二氧化硅(正硅酸)沉淀到 TiO2 的表面上。 SiO2 包膜还可以直接在热压釜中加入硅粉或硅酸盐,使其呈过饱和和溶解状态,然后在缓慢冷却时均匀地析出沉淀至颜料的表面。

无机包膜处理的简单示意图参见图1,从图上可以看出,颜料粒子表面用氧化物包核,形成紧密、疏松多层的结构。

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               图1 无机包膜处理示意图

   1.1铝包膜

    铝包膜的产品,其Al2O3包膜量一般是颜料的1%-6%(质量),通常将硫酸铝溶液加入到分散好的颜料中,并控制适当的PH值、温度等。


由于水合氧化铝的化学性质和晶型结构特别复杂,其生长的形式与温度、PH值、浓度等密切相关。

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    由于水合氧化铝的化学性质和晶型结构特别复杂,其生长的形式与温度、PH值、浓度等密切相关。

    铝包膜时所形成的水合氧化铝实际组成是混合物,但工艺要求 好形成勃母石或假勃母石型水合氧化铝,所以PH值控制在8.5~11为宜。 

   1.2硅包膜

   硅包膜剂通常使用硅酸钠,用量一般占颜料的1%~10%(质量),硅包膜的PH值控制在9~11之间,反应速度不能过快,否则会形成砂粒状的颗粒,不能沉积在颜料表面,所以反应时间太长。

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    通过大量实验证实,单硅酸溶液凝胶时间与pH值有一定的关系,横坐标pH,纵坐标胶凝时间对数,得知,pH=2~3,ph>11时效果 好。

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           图2 单硅酸溶液凝胶 时间与PH之间的关系,pH=2~3,pH>11时效果 佳

    1.3硅铝复合包覆起其它

    除了单独使用硅包膜或者是单铝包膜,我们还可以使用硅和铝复合膜的包覆。而氧化铝与氧化硅的配比是重要的影响因素。如果Al2O3量比较多,表面带正点,如果氧化硅量比较多,表面带负电。

    案例:钛白易团聚,一帮需要表面处理。选择了金红石钛白进行实验。当PH小于4,或大于10时,铝单独处理过的,或者是铝的含量比较多的硅铝复合膜,分散性好。当PH大于6时,硅的含量比较多的硅铝复合膜,分散性好。

    TiO2也经常用于表面处理,它以具有一定健力的以离子键为特征的静电吸引力结合在一起。该层主要原料是四 氯 化 钛或硫酸钛溶液。

另外,二氧化锆、氧化锰、氧化铬、氧化钼等也能用于表面包覆。

    2表面活性剂处理

    表面活性剂(surfactant) ,具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。而表面活性剂,具有双亲结构,颜料表面采用表面活性剂处理可使表面亲油性化或亲水性化、降低凝聚度且提高机械分散性。同时,表面活性剂的加入还能促使粒子细化,防止杂晶生成。

    2.1结构

    表面活性剂分子一般由非极性基团和一个以上的极性基团组成。

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       图3 表面活性剂结构特点

    有亲水性质,叫亲水基,种类繁多常见的如羧基-COO-、磺酸基-SO3-、硫酸酯基-OSO3-、醚基-O-、氨基-N+(CH3)3等等。

    有亲油性质,叫亲油基,常见的结构有:直链烷基、支链烷基、烷基苯基等等。

    2.2分类

    表面活性剂分为以下几大类:                

    阴离子型表面活性剂

    离子型表面活性剂      

    阳离子表面活性剂

    表面活性剂

    两性表面活性剂

    非离子表面活性剂

    特殊表面活性剂

    此外,国内外将超分散剂、松香皂、高分子化合物或微胶囊、颜料衍生物等作为表面处理剂作为特殊分类单独列出。

    2.3作用

    1)提高液体的润湿性能,起润湿作用;  

    2)在固体表面发生吸附,改变固体表面性质,起着分散作用;

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            图4 润湿作用图

接触夹角θ=0°,完全润湿;90°>θ>0°部分润湿;180°>θ>0°,基本不润湿;θ>180°,完全不润湿。


关键词: 无机颜料   颜料表面处理   颜料包膜   颜料