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硅灰石是如何取代钛白粉?

来源:江西奥特     发布日期:2018-08-09   |    加入收藏

钛白粉次要由晶相二氧化钛(TiO2,金红石和锐钛矿型)颗粒组成,由于其颗粒微细(200〜300nm),外表活性高,故聚会景象非常严重,招致其颜料功能不能无效发扬,运用效率降低。
经过制备与钛白粉功能类似的矿物- TiO2复合颜料,是缓解钛白粉消费和使用中存在的资源、环境与本钱价钱等成绩的无效措施,同时还有利于非金属矿物资源的高效应用。硅灰石粉
硅灰石是一种偏硅酸盐矿物,其折光指数(1.63)高于许多白色矿物,外表易生成OH-等活性基团,这些特征都有助于在制备以硅灰石爲基体,经过外表包覆TiO2的复合颜料中构成协同效应。

1、硅灰石-TiO2复合颜料的制备
原料:硅灰石样品白度94.0%,盖力272.65g/m2,吸油量11.2g/100g,D50爲15.25μm,D90爲58.65μm。
采用液相机器力研磨方式,经过硅灰石与TiO2湿法共混研磨手腕完成TiO2颗粒在硅灰石外表的包覆。
将事后研磨的硅灰石基体与事后分散的TiO2悬浮体均混,然后置于超细搅拌磨中研磨制得复合物浆料,复合物浆料脱水、枯燥、打散即制得硅灰石-TiO2复合颜料,其工艺流程见下图。


 
图1 硅灰石-TiO2复合颜料制备工艺
硅灰石-TiO2共研磨的目的是:(1)使硅灰石和TiO2颗粒失掉分散和外表活化,进而促进二者在水介质中的水化及羟基化等反响;(2)经过研磨进程输出较高能量,进步硅灰石与TiO2颗粒间的碰撞几率,克制二者排挤作用的能垒以接近到颗粒外表官能团互相作用的范围,促进硅灰石与TiO2颗粒间完成结实结合。

2、硅灰石研磨工夫对复合颜料功能的影响 硅灰石粉
硅灰石系硅酸盐矿物,链状构造,次要解理面(平行(100)面,沿纵向外表)上爲Si-O断键,因均衡该断键,硅灰石在水介质中易发作外表水解羟基化景象而发生一定数量的Si-OH活性基团,这些羟基基团即可成爲与TiO2外表羟基经过氢键,或彼此脱羟缩协作用完成结实结合的根底。
对硅灰石矿物停止事后研磨,不只能使所制备的复合颗粒资料满足在使用时的粒度要求,也可使基体颗粒外表发生一定水平的活性以促进其与TiO2的复合反响。

    
 
图2 硅灰石研磨工夫对复合颜料功能的影响
随硅灰石研磨工夫添加,硅灰石- TiO2复合颜料吸油量继续增大,至研磨90min时颠簸;复合颜料遮盖力呈先减小后增大景象。后果阐明硅灰石基体过度研磨有利于进步颜料功能,以事后研磨30min爲最佳。

3、复合体系pH值对复合颜料功能的影响

  
 
图3 复合体系pH值对复合颜料功能的影响 
由上可看出,pH值由6增大至7,复合颜料遮盖力和吸油量值均出现下降趋向,当pH值再逐步增大至9时,遮盖力和吸油量均又明显进步,然后趋于颠簸。显然,pH值爲7时复合颜料功能最佳。针状硅灰石粉

4、复合进程机器力对复合颜料功能的影响


 
图4 复合进程机器力对复合颜料功能的影响
随搅拌磨转速添加,所得复合颜料的遮盖力先增大后减小,吸油量值逐步增大;随球料比进步,复合颜料吸油量先增大后降低,其中在球料比爲5:1时达最高值,阐明复合效果差。
复合产物遮盖力则随球料比从0至4.5:1范围添加而明显降低,球料比超越4.5:1,遮盖力小幅添加后又降低。由于球料比4.5:1条件下复合颜料遮盖力值最小,吸油量也坚持较低值,所以以为该条件的复合效果爲最佳。同时也阐明,在湿法机器研磨制备硅灰石-TiO2复合颜料进程中,球料比应坚持合理值。
由此可总结出,在湿法机器研磨制备硅灰石-TiO2复合颜料工艺中,研磨进程所传递的机器力对复合进程具有重要影响,以坚持过度爲佳。硅灰石粉

5、硅灰石-TiO2比例对复合颜料的功能的影响
表1 TiO2复合比例对复合颜料功能的影响


 
硅灰石原料(TiO2复合比例0%)白遮盖力值高达272.65g/m2,阐明根本没有遮盖才能,而硅灰石与TiO2各比例复合产物遮盖力大多小于20g/m2,并与TiO2接近,这阐明复合颗粒出现TiO2性质,而硅灰石的性质被弱化,揣测应爲TiO2在硅灰石外表包覆所致。针状硅灰石粉
随TiO2比例的添加,硅灰石-TiO2复合颗粒的遮盖力值逐步降低,标明遮盖功能逐步进步,其中TiO2复合量45%时,遮盖力值爲17.97g/m2,绝对遮盖力(E)爲81.08%,相比于所含TiO2按本身比例的奉献值提升(△E)36.08%;硅灰石-TiO2复合颜料的吸油量在TiO2复合量35%至45%较低,在30%和50%条件下较高,显然,TiO2含量45%较适合。

6、硅灰石-TiO2复合颜料的形貌与构造

针状硅灰石粉


 
图5 硅灰石与TiO2颗粒复合前后SEM图
从上图可看出,硅灰石颗粒呈棒状,解理完好,外表润滑平整。TiO2颗粒呈块状,粒度大小平均,约0.3μm,分散良好。
硅灰石与TiO2复合后,外表呈现平均包覆的粗大颗粒物(图5c),这使得硅灰石润滑的外表变得粗糙,显然,这是TiO2颗粒在硅灰石外表包覆所形成。由于TiO2颗粒的包覆完好,所以推断硅灰石-TiO2复合颜料应出现出TiO2性质,即具有和TiO2类似的颜料功能。

7、结论
硅灰石-TiO2颗粒复合进程中,硅灰石基体研磨工夫、复合体系pH值和研磨机器力是影响硅灰石与TiO2颗粒复合及颜料功能的重要要素。
采用水介质中湿法超细研磨方式制备了硅灰石-TiO2复合颜料,其功能与钛白粉相当,TiO2比例45%的复合颜料遮盖力爲17.97g/m2,比TiO2按本身比例的奉献值提升36.08%。硅灰石-TiO2复合颜料的颗粒以TiO2颗粒平均包覆在硅灰石外表爲特征所构成。

 
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