钛白粉水分散性改进的研究

  改性材料

  TiO2由济南裕兴化工总厂以硫酸法工艺制备而得。经检测,该TiO2(型号为R一818)的主要理化性能见表1。

  改性剂的选择

  在改性剂中,最常用的有硅烷、钛酸酯、锆酸酯偶联剂,以及脂肪酸及其衍生物和表面活性剂。本文选择以前作为黏附剂用的硅烷偶联剂作为改性剂。具体化合物见表2。

  改性方法

  1改性的工艺过程

  制备合适的硅烷溶液,然后将100份(质量份,以下同)待改性的TiO2和0.25-5.00份硅烷偶联剂溶液在表面改性混合器中混合,以保证TiO2表面有均匀一致的润湿性。混合后,在l10°C除去溶剂并干燥改性后的粉末。

  2物理化学性质检测

  改性后接着进行TiO2的物理化学性能检测,测定其堆密度、吸水性、吸邻苯二甲酸二丁酯性、吸石蜡油性。为了得到分散性数据,进行形态学、微结构的研究和粒子的形状、晶粒形态、单个粒子结构、TiO2聚集、附聚集类型的研究(所用仪器为扫描电子显微镜)。

  5改性结果与讨论

  改性和未改性TiO2的基本理化性能参数见表3。这些参数指出了改性后产物表面特性的明显变化。

  表3未改性和改性TiO2的理化性能参数

  

  注:a表示不被水润湿。

  由表3可以看出,应用硅烷偶联剂改性时,TiO2样品的堆密度稍有增加。在使用带辛基、乙烯基官能团的硅烷时,TiO2的疏水性明显增加,这是由于其表面的水润湿性部分或完全丧失。当用正辛基三乙氧基硅烷(U一222)改性时,对疏水性的影响最明显,用0.5份该化合物改性100份TiO2时,TiO2的水润湿性已失去。而用脲基硅烷改性时,TiO2表面基团发生部分封闭,疏水性只有了可忽略不计的增加。因为在这种情况下改性物表面上存在着氨基,能与水分子形成氢键,使表面出现较小的亲水性。

  分别对未改性的TiO2和用U一222改性后的TiO2进行电镜观察,发现未改性TiO2显示有高的分散程度并存在小粒子,且稍有粒子聚集倾向。用0.25份U一222改性100份钛白粉时,可以使TiO2完全分散;而用5份U一222硅烷改性时会导致TiO2的附聚倾向明显增加。

编辑/发表时间:2010-04-23 12:03
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贡献者:
常治辉