关键词：无机表面处理；氯化法；影响因素

    0 前 言

    钛白粉具有优异的光散射能力、高消色力和遮盖力等性能，但也存在着与生俱来的缺陷，其中最突出的是光化学活性，在有水分的情况下经日光照射（主要是近紫外光谱域），其晶格上的氧离子会失去两个电子变为氧原子 , 这种新生态氧具有极强的活性，造成涂膜中的有机物质氧化，使高分子有机物发生断链、降解，最终使涂膜粉化、失光、泛黄、变色，导致耐候性降低。其次，无论是通过硫酸法的水解和煅烧工艺，还是氯化法气相氧化工艺生产出来的二氧化钛都存在着一些晶格缺陷，即肖特基缺陷，其粒子表面上存在着许多光活化点，在一些微量杂质如 10 -6 ～ 10 -3 的 F e 、 Cr 、 V 等存在的情况下，会加速其光化学反应，从而引发自由基键反应而破坏涂膜等有机介质。另外，二氧化钛本质上是亲水憎油性物质，表面带负电荷，在有机介质中的分散性很差，会使涂料产生浮色、发花、絮凝和沉淀，这就给它在漆料中的应用造成很大困难。因此必须通过表面处理堵塞其光活化点，隔绝二氧化钛与光（ U V ）的直接接触，改善 T iO 2 粒子的表面化学性质，提高其应用性能。

    1 表面处理的作用

    从光学效果来看， T iO 2 的粒径应控制在 0.2 ～ 0.3 μ m 为最佳，在此粒径范围内颜料对可见光具有最大的散射力，可以获得最高的遮盖力、消色力和纯正的白度。但是这样小的粒径具有很大的比表面积，更易发生光化学反应，使颜料的抗粉化性较差。通过表面处理不仅解决了小粒径与抗粉化性的矛盾，而且发挥了小粒径卓越的光学性质和颜料性能优势。

    就氯化法生产的钛白粉而言，从氧化工序得到的二氧化钛吸附有少量的 Cl 2 、 T iCl 4 、 T iO Cl 2 、 AlCl 3 等杂质，在与有机漆料混合后，会导致漆料高分子部分生成有色物质，致使白度下降，同时被涂覆的底板也会产生腐蚀作用，而通过表面处理可将杂质除去，这也是不经表面处理的氯化法二氧化钛粗品不能直接使用的原因之一。

    近年来，开发高光泽、高耐候性、高分散性的优质多功能型钛白粉成为国内外二氧化钛工业发展的新趋向，而表面处理的基本目的就是提高二氧化钛颜料的耐候性、分散性和保色性，这正是任何一种优异的颜料不可缺少的基本性能。选用不同的表面处理剂，采用不同的处理方法，可以生产出不同用途的二氧化钛产品。因此表面处理早已成为各国钛白行业中技术人员长期研究和探讨的主要课题，成为新产品开发的主要手段。

 2 表面处理概述

    所谓表面处理是指通过不同的表面处理剂和处理工艺，在二氧化钛颜料粒子表面包覆一层或多层无机物或有机物的包膜层，以改善二氧化钛固有的缺陷或改变其颗粒的表面性质，提高它的耐候性、分散性等应用性能。二氧化钛的表面处理主要是通过等电点理论和稳定理论，采用沉淀、吸附、离子交换、共价键和高分子接枝反应对二氧化钛的表面进行改性，改性结果只涉及到表面电荷的变化、表面积变化，以弥补二氧化钛的光化学活性缺陷，提高二氧化钛的耐候性、耐久性 , 提高它在各种介质中的湿润性和分散性。但是表面处理无法改变二氧化钛的晶型结构、粒度、粒度分布和颜色几种特性（是由氧化工序所控制决定的）。

    钛白粉的表面处理根据表面处理剂性质可以分为无机表面处理和有机表面处理两种；根据表面处理工艺可分为湿法和干法两大类型。一般无机表面处理采用湿法，有机表面处理大多采用干法。

    无机表面处理是通过沉淀和吸附，在二氧化钛粒子表面上包上一层或多层无机水合氧化物，通常称为“包膜”。通过包膜可以堵塞晶格缺陷，遮蔽其表面的光活化点，使二氧化钛不直接与分散介质中的有机物接触，起到屏蔽光催化的作用，还可以增强钛白粉耐化学侵蚀的能力。无机表面处理最主要的功能是提高其耐候性和化学稳定性。而有机表面处理是通过有机表面活性剂极性基团吸附或键合在二氧化钛的粒子表面，依靠电斥力和空间位阻效应来提高二氧化钛在各种分散介质中的湿润性、分散性和流变性。但二者对于二氧化钛颜料的作用又是相互关联的，实践证明无机表面处理和有机表面处理共用效果会更佳。

    现着重介绍目前工业上普遍采用的铝、硅、锆等几种无机金属水合氧化物（或氢氧化物）的氯化法钛白无机表面处理。