二氧化鈦粉體分散方法的研究

二氧化鈦粉體分散方法的研究

0粉體分散機(jī)理在回轉(zhuǎn)爐中燃燒和破碎后，二氧化鈦粉的粒徑為320350nm，分布廣泛。由于表面界面效應(yīng)、體積效應(yīng)和體積效應(yīng)的影響，許多軟聚集和硬聚合物出現(xiàn)。這將導(dǎo)致在后序的無機(jī)包膜過程中,二氧化鈦不能呈單分散狀態(tài),包膜效果不佳,最終會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量,如產(chǎn)品的顏料性能和耐候性降低報(bào)道粉體分散機(jī)理研究的文獻(xiàn)較多。針對不同的分散方法進(jìn)行分散機(jī)理研究,分散方法分為物理分散和化學(xué)分散兩種。其中,物理方法主要是通過設(shè)計(jì)合適的機(jī)械分散使得分散有效體積和能量利用率得以提高,物理分散方法有機(jī)械攪拌、超聲分散及研磨等1測試1.1聚羧酸、丙烯酸分散劑、二氫化鋯珠試驗(yàn)原料:金紅石二氧化鈦初品(攀鋼集團(tuán)鈦業(yè)有限公司),單異丙醇胺(巴斯夫有限公司),硅酸鈉(成都市科龍化工試劑廠),六偏磷酸鈉(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司),聚羧酸分散劑(市售),聚丙烯酸分散劑(市售),氫氧化鈉(成都市科龍化工試劑廠),均為工業(yè)純。不同粒徑的氧化鋯珠(耐馳上海機(jī)械儀器有限公司)。試驗(yàn)儀器:Zetasizernano-ZS90激光粒度儀(英國馬爾文公司),Brookfield旋轉(zhuǎn)黏度儀(美國Brookfield公司),pHs-3型pH計(jì)(上海雷磁儀器廠),JEM-21000F場發(fā)射透射電子顯微鏡INCA能譜儀(日本電子株式會(huì)社),SF智能型分散砂磨機(jī)(江陰精細(xì)化工機(jī)械有限公司)。1.2試驗(yàn)過程1.2.1氧化鈦分散砂磨量取500mL蒸餾水于燒杯中,將分散劑按照一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入,不斷攪拌,加入300g二氧化鈦粉末,并不斷攪拌,并加入氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)pH值至9.5~10.0,加入300g氧化鋯珠,在分散砂磨機(jī)中進(jìn)行一定時(shí)間的砂磨分散,過濾得到分散后的二氧化鈦漿料。1.2.2氧化鈦漿料的粒徑和黏度測試粒度測試:量取0.5mL分散后的二氧化鈦漿料,加入50mL六偏磷酸鈉水溶液中(六偏磷酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%),超聲分散10min;量取上述分散好的溶液5mL加入50mL六偏磷酸鈉水溶液,再超聲分散5min;取上述最終分散好的水溶液進(jìn)行粒度檢測。黏度測試:直接測量二氧化鈦漿料對剪切應(yīng)力(通過特定型式轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生)的應(yīng)變值,單位為Pa·s。量取500mL分散后的二氧化鈦漿料與燒杯中,選擇62號轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速為30r/min,讀取黏度值,每個(gè)樣品檢測三次,取平均值。2結(jié)果與討論2.1不同分散劑的研制將分散劑加入到固液分散體系中,使其在顆粒表面吸附,改變顆粒的表面性質(zhì),從而改變顆粒與液體介質(zhì)、顆粒與顆粒之間的相互作用,致使體系呈穩(wěn)定的分散狀態(tài)。常用的分散劑種類有無機(jī)電解質(zhì)、表面活性劑及有機(jī)高分子,筆者選擇硅酸鈉、六偏磷酸鈉,單異丙醇胺及聚羧酸鹽、聚丙烯酸鈉五種分散劑進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為:100mL蒸餾水,分散劑加量為0.02g,攪拌均勻后,加入10gTiO從表1可知,采用硅酸鈉、六偏磷酸鈉和單異丙醇胺作分散劑時(shí),TiO2.2分散劑的加入量對分散效果的影響采用硅酸鈉、六偏磷酸鈉、單異丙醇胺做分散劑,研究不同分散劑對TiO從圖1可知,隨著分散劑用量的增加,TiO2.3砂磨介質(zhì)粒徑分散劑加入TiO采用硅酸鈉作為分散劑,研究不同砂磨介質(zhì)粒徑(0.2、0.4、0.8μm)對TiO從圖2可知,砂磨介質(zhì)粒徑對產(chǎn)品粒度的影響較大。砂磨介質(zhì)粒徑為0.4μm時(shí),產(chǎn)品粒度最小,砂磨30min后,平均粒徑下降至265nm;當(dāng)砂磨介質(zhì)粒徑大于或小于這個(gè)粒徑時(shí),砂磨效果均不理想,產(chǎn)品粒度大于300nm。分析其原因,當(dāng)砂磨介質(zhì)粒徑大時(shí),砂磨介質(zhì)與桶壁、砂磨介質(zhì)與介質(zhì)之間的作用力強(qiáng),而砂磨介質(zhì)與物料之間的作用力相對較弱,達(dá)不到最佳的砂磨效果;而當(dāng)砂磨介質(zhì)粒徑小時(shí),受到溶液浮力作用相對較大,抵消部分能量,降低了砂磨效率。因此,不同粒度的物料研磨,需選擇不同粒徑的砂磨介質(zhì),TiO2.4不同砂磨時(shí)間對tio采用硅酸鈉、六偏磷酸鈉、單異丙醇胺作分散劑,研究不同砂磨時(shí)間對TiO從圖3可知,采用單異丙醇胺和六偏磷酸鈉作分散劑時(shí),研磨初期,隨著砂磨時(shí)間延長,TiO2.5TiO為了直觀地觀察分析“分散—研磨”前后TiO從圖4可以看出,分散前,TiO3研磨粒徑的影響1)通過對比不同種類分散劑對TiO2)研磨介質(zhì)的粒徑對研磨效果影響較大,砂磨介質(zhì)粒徑為0.4μm時(shí),產(chǎn)品粒度最小,砂磨30min后,平均粒徑下降至265nm。3)