近幾年來，隨著人民生活水平的不斷提高，國內的建筑產業得到了迅猛發展，由此也帶動了建筑涂料行業的高速發展。為滿足用戶對環保、審美、個性化等方面的需求，建筑涂料廠家在產品的品種、質量、環保等方面做了大量的改進工作，取得了可喜的成績。

鈦白粉是建筑涂料的一個極為重要的原料，其性能的優劣對建筑涂料的各項應用性能有著至關重要的影響。對于建筑涂料廠家來說，因為不同的鈦白粉生產廠家以及他們所生產出的不同牌號的產品其性能是有差別的，所以選擇不同廠家不同型號的鈦白粉應當慎之又慎。

眾所周知，鈦白粉的用途非常廣泛，它的應用范圍涵蓋了涂料、塑料、造紙、油墨、化妝品、橡膠等領域，由于各領域的應用條件以及用戶使用鈦白粉的目的各有差異，因此不同的鈦白粉生產廠家根據自身的特點和市場定位確定了不同的生產工藝以滿足不同客戶群的需求，這樣也導致了不同廠家或不同牌號的鈦白粉在應用性能上的差異。撇開這個差異不說，即使各鈦白粉生產廠家均聲稱其某牌號產品完全適用于某種類型的涂料生產，但是由于各鈦白粉生產廠家的工藝技術、生產裝備、管理水平等方面的原因，仍然會產生適用范圍和涂料質量上的差異。而這些差異首先集中表現在鈦白粉在該應用體系的分散性方面，這個問題對于每一個鈦白粉生產廠家以及涂料生產廠家而言都是首先需要解決的極為重要的一個問題。因此就鈦白粉的生產與應用過程而言，分散性的好壞常常是評價該牌號產品質量優劣的極為重要的指標，對金紅石型鈦白粉更是如此。

下面我們將從南京鈦白化工責任有限公司所生產的NR950金紅石型鈦白粉在外墻乳膠漆體系中應用的工藝設計原理入手，來探討金紅石型鈦白粉分散性在鈦白生產過程中的控制。

一、鈦白粉在水相中分散的基本原理

我們可以把鈦白粉的研磨分散過程大致分為相互影響、相互制約的三個步驟：(1)潤濕;(2)分離;(3)穩定化。

在實際研磨分散過程中這三個步驟并不是循序漸進的，而是一環扣一環，相輔相成又相互制約的，即這三者中若有一個不能達到目的就會使研磨效率下降甚至產品不能達到所需求的程度，或者返粗。

顏料分散穩定化機理大致有以下幾種類型：

1、雙電層穩定理論;2、空間穩定理論;

3、空缺穩定理論;4、以上各種穩定機理的相互復合。

雙電層穩定機理廣泛存在于各種應用體系之中，是最為經典的也是最為可靠的一種理論依據，對于純水相體系而言有著非常好的適用性。而空間穩定理論以及空缺穩定理論則牽涉到高聚物的作用因此也就相對比較復雜，但是在對金紅石型鈦白粉進行有機處理時，如何選擇合適的有機處理劑、如何控制適宜的添加數量，則有著較好的指導意義。

二、影響金紅石型鈦白粉在水性體系中分散的主要因素

依據上述基本原理，結合鈦白粉的生產制備過程和工藝控制要素，經過大量的分析、試驗，我們發現以下幾個指標的控制將會對金紅石型鈦白粉在水性體系中的分散產生重要的影響：

1、鹽含量(電阻率)

根據雙電層的一般原理，表面帶負電荷的微粒其雙電層將會受到體系中陰離子或陰離子集團的壓縮，從而導致微粒的Zeta電位下降并直接導致分散體系的穩定性下降，尤其明顯的是高價陰離子或陰離子集團對處于分散狀態的微粒的Zeta電位的影響更為突出。

我們在金紅石型鈦白粉的表面處理過程中，通常難以避免的會引入大量的雜質離子，其中常見的是SO42+、Cl-等陰離子以及Na+等陽離子。雖然各廠家的生產工藝條件不一樣，但由表面處理帶入一定數量的雜質種類均會對最后產品的水分散性帶來不良影響。因此，有必要將表面處理之后的產品進行去除雜質的處理，這項指標往往以電阻率

來表示，國家標準GB1706-93中BA01-03(金紅石型鈦白粉)的合格品及一等品均要求該項指標≥50Ω?m，優等品要求該項指標≥100Ω?m。

鹽含量過高不僅會對水性體系的分散產生不良影響，同時還會對油性體系的分散產生不良影響，只是因為鈦白粉在油水兩相中分散的主導原理不一樣，對油相分散的影響通常會相對小一些。那么是否就可以說產品的電阻率越高分散性就越好呢?顯然，這是不可能的。電阻率的指標宜控制在100Ω?m之上一些就可以了，過高的電阻率沒有什么太多的實際意義且會增加生產成本，從而也就自然而然地會增加用戶的成本。因此，國內的金紅石鈦白粉生產廠家均將此項指標控制在100Ω?m左右。

2、體系的PH值

鈦白粉在應用體系中的PH值雖然不是由鈦白粉制造商所能決定的，但是仍然有必要對這一指標的影響進行充分的了解。因為在鈦白粉的制備過程中，PH值本身的變動范圍也比較大，了解該項指標對分散性的影響,有利于我們控制鈦白粉的PH值在更加有效的范圍內，并盡可能地提高鈦白粉在水相體系中的分散性能。

經實踐我們發現，在接近理想狀態的水相體系中，體系的PH值也將成為影響金紅石型鈦白粉分散的重要因素，其產生影響的主要機理我們分析認為可能還是可以歸結到雙電層的原因。有資料表明，不同型號的鈦白粉由于其表面性質的差異，其所謂的等電點則有非常明顯的不同。舉例來說，通常單鋁包膜的產品其等電點在PH=8左右，而單硅包膜的產品其等電點在PH=2左右。當然，這只是一個參考數據，各鈦白粉生產廠家因為具體生產工藝上的細微差別往往會導致等電點有非常大的差別。

一般來說，就水性分散體系而言，它們的體系PH值大多數都在7左右，這一點是值得鈦白粉工藝人員注意的地方。在建筑涂料方面，尤其是外墻用乳膠漆，其體系的PH值通常在8-9之間，這就給我們鈦白工藝人員提供了比較明確的方向。為了使產品的水相分散性得到提高，我們可以針對水相體系的實際PH值入手，調整產品的等電點，從而使產品的水相分散性得到改善。具體來說，外墻乳膠漆體系的PH值通常在8-9之間，我們可以將產品的等電點調整到PH值5-6左右，這樣可以得到比較好的效果。實踐表明這樣的調整是有效的。

3、鈦白粉的表面性質

作為鈦白粉生產廠家而言，根據不同的產品定位和客戶需求來調整鈦白粉的表面性質是一種非常有效和極為簡便的方式。這種調整可以通過無機包膜的方式來實現，也可以通過有機處理的方式來實現，或者由兩者相結合。

有機處理目前在鈦白粉制造業中被越來越多的廠家所采用，其主要原理在于微量的有機處理劑可以通過羥橋的作用被錨定在鈦白粉的表面上，然后向體系中伸展出各種親水性基團或親油性基團或兩者兼而有之，從而改善該產品在不同體系內的分散性。

在鈦白生產過程中，有機處理劑往往還能起到助磨的作用，并能夠改善產品的諸如白度、消色率、粒子的顆粒特性等其他性能，因此國內眾多廠家越來越傾向于使用有機處理劑做為調整鈦白粉表面性質的重要手段。但是，在水相體系中分散時引入有機處理劑，通常會帶來泡沫較多的一類問題，這樣就會給用戶帶來不必要的麻煩，甚至直接導致涂料的某些性能下降。因此，我們還可以考慮通過無機處理的方式改善鈦白粉的表面性質以克服上述的缺點。正如前面所述，不同的無機處理工藝可以改變鈦白粉的表面性質，因此我們針對外墻用乳膠漆體系嘗試了多種無機處理工藝條件，最終確定目前所采用的NR950生產工藝，并取得了一定成效。由于該型號產品克服了起泡的缺點，所以贏得了用戶的好評。

在無機處理的基礎上，將有機處理再控制在適當水平，我們的產品應用性能會有更好的效果。

4、產品的顆粒特性

說到產品的分散性，無論是金紅石型鈦白粉、銳鈦型鈦白粉或者是高嶺土、輕鈣等產品，其顆粒特性都是影響產品分散性的一個重要方面。對于鈦白粉而言，顆粒的形狀越趨向于球形并且分布越集中，同時粒徑大小適中，則產品的分散性能就越好，尤其是顆粒的形狀和分布對分散性能的影響更為明顯。不良的形狀和散亂的分布通常會由于邊界效應相互抵消了同電性相斥的作用從而直接導致產品的分散性下降，因此無論是水相或者是油相的分散性，均需要注意產品的顆粒特性所帶來的各種影響。

綜上所述，我們可以清楚地看到，金紅石型鈦白粉應用在建筑涂料等水相體系中時，我們應當在生產過程中控制好產品的顆粒特性、可溶性鹽(電阻率)，并根據不同水相體系的PH值更加精確地控制鈦白粉的PH值，改變鈦白粉顆粒的表面性質，從而改善其潤濕性和分散穩定性，另外再加上適宜的有機處理就可以得到滿足用戶需求的產品了。

三、外墻用乳膠漆對金紅石型鈦白粉的分散性要求

1、一般來說，經高速分散制備成為鈦白粉色漿后使用旋轉粘度計粗略測定其粘度大約在幾十厘泊;

2、采用刮板細度計方法測定此色漿應當在50μm左右;

3、放置24小時、48小時后分別檢驗是否有返粗、增稠、結底現象;

4、配制成成品漆后進行貯存穩定性的加速試驗無異常。

四、外墻乳膠漆用金紅石型鈦白粉的生產控制

我們認為，金紅石型鈦白粉要在外墻乳膠漆中得到很好的分散，應在鈦白粉生產過程中控制好以下幾個問題。

1、基礎顏料性能的控制

通過水解、鹽處理以及轉窯等工序的質量控制達到比較好的顏料性能指標，與此相關的是需要控制好金紅石型鈦白粉的基礎粒子達到一定的要求。

2、整理以及預分散

經過干磨和粉碎，大部分粒子的當量粒徑達到了一定的要求，之后在預分散的基礎上進行濕法研磨。

濕法研磨不僅僅可以提高無機處理前預分散的效率，也可以進行顆粒形狀的整形，從而使顆粒的形狀更易于趨向球形而且分布也趨向于集中。經充分濕磨后的漿料再進行篩分和分級，去除其中的大顆粒從而進一步改善鈦白粉的分布。

3、無機處理

在良好的預分散這一重要前提下，無機處理工序是最為關鍵的一個崗位。采取適宜的無機處理可以得到不同類型的產品，這包括對分散性的影響，也包括對耐候性和抗粉化性能的影響。

4、有機處理及微粉碎

前面已經談到有機處理劑的作用是非常大的，各鈦白粉生產廠家對此都有一些獨到的見解和認識，并且已經進行了大量的實踐，也取得了一些好的效果。我們在實際生產過程也進行了一定程度的處理。微粉碎是對金紅石型鈦白粉的粒徑及分布進行最后控制的工序，該工序的工藝控制水平同樣對金紅石型鈦白粉的粒徑及分布產生非常大的影響，從而也就會對分散性能產生較大的影響。

五、小結

基于以上的分析，我們在試驗的基礎上生產了NR950金紅石型鈦白粉，其在外墻乳膠漆中優異的分散性得到了用戶的好評。

分散性是鈦白粉以及其他顏料生產商首要關心的一項重要指標，再優秀的顏料如果沒有極好的分散性為前提，其功效也就將大打折扣。隨著中國經濟的高速發展，與鈦白粉相關的產業尤其是建筑涂料制造業發展極為迅速，這給我們國內的鈦白粉制造業帶來了前所未有的機遇，但由于國外超大公司對鈦白粉技術的壟斷，也給我們帶來了極為嚴峻的挑戰。在此，我們不揣冒昧與大家共同探討金紅石型鈦白粉在外墻乳膠漆中的分散性，或有謬誤請多為指教。