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1 前言
钛白粉作为优质的白色颜料，广泛的应用于塑料、涂料、橡胶及造纸等行业。近年来，国内低档锐态型钛白粉产量增长较快，各企业间产品质量差距也逐渐缩小。因此，针对锐态型钛白粉产品在水性和溶剂型体系中的应用特性，可考虑引进特殊的粉碎设备，同时探索使用1 种或几种填料助剂，对产品进行半包膜处理，来改善和稳定钛白粉分散性，从而增强产品市场竞争力。
2 试验
2.1 试验试剂与设备
试验所用试剂与设备有：P-998 水性颜料分散剂、P-19 水性颜料分散剂、有机硅7011 油性分散剂、钛白粉半成品（未粉碎）、德塞磨粉碎设备及分散剂添加系统。
2.2 试验原理
钛白粉粒径一般介于200 nm~300 nm 之间。由于粒径较小，在钛白粉的粉碎加工、贮存和应用过程中，颗粒之间容易吸引粘结在一起，从而影响产品的消色力、分散性及其它应用指标。钛白粉表面具有排列整齐的羟基，有较强的亲水性，一般在水性溶剂中能够较好的分散，而不利于分散在油性溶剂中，但因生产工艺参数控制不当，钛白粉原级粒子大小不均匀，表面不规则，分散以后稳定化程度不高，因此，要改变钛白粉水分散稳定化程度和油相分散必须借助一些助剂进行表面处理。本试验分别选用P-998、P-19 水性颜料分散剂和有机硅7011油性分散剂对钛白粉进行表面处理，以改善产品应用特性。
P-998 水性颜料分散剂和P-19 水性颜料分散剂均能够溶于水、乙二醇和丙二醇，且可与干粉粉体颜料混合，在较短的时间内吸附在粉体表面，通过超细粉碎以后，使助剂牢固地包膜于产品表面。用P-998 水性颜料分散剂和P-19 水性颜料分散剂处理后的钛白粉从理论上分析，能够提高钛白粉在水性体系中的稳定化程度。
利用有机硅 7011 油性分散剂对数种钛白粉进行包膜处理，发现其对钛白粉的防水性能提高较为明显，对油分散性也有一定提高，并经试验获得实验室最佳添加浓度、添加数量以及添加方式等相关
信息。本次工业试验利用特殊的粉碎设备，及上述几种分散剂对钛白粉进行包膜处理，来改善产品的应用性能。
2.3 试验内容
试验方案如图1 所示。试验步骤为：按照操作规程启动德塞磨及其收尘系统，调节工艺操作参数至磨机要求，不添加任何试剂对5 t 钛白粉进行粉碎，取样作为空白样品，然后按照表1 的参数对钛
白粉进行粉碎包膜。
3 结果与讨论
3.1 空白样品
未粉碎的钛白粉半成品通过德塞磨粉碎后，对其进行消色力、吸油量、吸水量和水分散性的检测，检测结果见表2。
根据报道数据表明，钛白粉半成品通过普通的雷蒙机粉碎后堆密度一般在0.58 g/cm3 左右，表2堆密度数据明显偏低，说明钛白粉颗粒更加微细化和均匀化，水分散性良好，但吸油量偏高，则影响产品在溶剂型体系中的应用性能。
3.2 添加分散剂后的产品
未粉碎的钛白粉半成品通过德塞磨粉碎，利用分散剂添加系统按照表1 工艺参数进行包膜处理，对其进行消色力、吸油量、吸水量和水分散性的检测，检测结果见表3。
由表3 数据分析可知，几种分散剂在适当的添加比例之下对产品的消色力均无明显影响。采用水性分散剂P-998 和P-19 对产品进行包膜，水分散性提高并不明显。这两种水性分散剂粘度较大，在试验中不能直接进行添加，需通过稀释满足德塞磨要求。而由于对分散剂进行稀释，致使整个物料引入水分，既影响物料收尘设备的效率，也将导致产品水分超标，影响其应用特性。使用有机硅 7011 油性分散剂来改善产品的油相分散性在实验室基本上取得一定成功，从表3 数据可以看出，吸油量明显得到改善，下降20%左右。一般性况下，吸油量下降20%，其油分散性将提高30%左右，随着有机硅7011 油性分散剂添加比例的增加，油分散性仍有上升的趋势，但不很明显。从成本等各方面考虑， 最佳添加比例可定在0.3%~0.4%之间。
3.3 包膜后产品稳定化程度的检测
对产品进行包膜一般要达到两种效果，一是提高其分散性；二是提高产品分散稳定化程度。分别对上述包膜后的产品包装放置15 d、30 d，对其进行堆密度的检测，结果见表4。
从表 4 数据分析可知，空白样品稳定化程度较差，表明粉碎后的钛白粉微粒放置一段时间后，由于其表面电性的作用而发生团聚，堆密度增大。用水性分散剂P-998 和P-19 对产品进行包膜，水分散性和分散稳定化均没有明显的改善，可能是由于钛白粉表面的特殊性和德塞磨工作腔环境等因素所致，还需进一步的研究与试验。有机硅 7011 油性分散剂对钛白粉进行包膜后，油分散性和分散稳定化程度均有所提高，表明钛白粉表面性质发生了改变，但从表4 对比中可以看出，稳定化程度仍然没有达到预期效果，团聚现象较为明显。
3.4 试验影响因素分析
3.4.1 工艺路线影响
由于锐钛型钛白没有后处理工艺，对产品包膜少有企业关注。近年来，国内钛白粉企业扩产新建迅速，市场竞争激烈，钛白粉的应用特性及质量也逐渐受到关注，产品应用性能得到一定提高。对于锐态型钛白粉的包膜没有成熟的经验和工艺，企业重视程度不高，因此包膜效果受到影响。
3.4.2 包膜剂影响
锐态型钛白粉包膜处理没有成熟的技术和经验，对包膜剂的选择和开发多处于试验阶段，企业也无专门的技术机构来研究开发，市场上包膜剂种类繁多，很难选择适合于产品应用特性的助剂，因
此包膜效果受到限制。
3.4.3 添加方式影响
锐钛型钛白工艺流程较为简单，冷却窑出来的半成品直接进入粉碎系统，因此包膜试剂的添加要求较高，一方面不能影响正常生产，不宜增加较多的设备投入，另一方面要保证产品的包膜效果，所以很难做到完全包膜。本次试验采用的添加系统基本较为完善，分散剂通过一个定量泵以一定速度呈雾状进入磨机，但因磨机转速较高，物料和分散剂在磨机工作腔内停留时间不到1 s，因此包膜效果受到很大影响。
4 结语
本次试验利用进口德塞磨粉碎设备对钛白粉半成品进行了粉碎，通过添加水性分散剂P-998 和P-19 及油性分散剂有机硅7011 进行包膜，来提高产品分散性，拓宽产品的应用范围。试验发现P-998和P-19 均不能有效提高产品的水分散性，而油性分散剂有机硅7011 对油分散性和分散稳定化程度提高较大，同时分析了在锐态型钛白粉行业成品包膜效果的影响因素。
