如何用钛白粉让墨水白,光泽度好,流动性好?

1.国外提高钛白粉光泽度的现状

高光泽钛白粉颜料通常包覆一层或多层金属氧化物,如二氧化硅、氧化铝、铝硅锆或其他,通过氧化或沉淀混合成颜料颗粒,添加量为钛白粉总量的0.5% ~ 3%。有机表面涂层涵盖羧酸、硅烷、硅氧烷、烃蜡及与钛白粉表面反应的产物,添加量为总颜料的0.5 wt% ~ 1.5 wt%。市面上的商用产品,如杜邦R-900、R700、卡米拉RDI-S、杜邦R-706、日本帝国化学公司W-6042、亨斯迈TR-52,其中TR-52和RDIS长期占据中国高端油墨市场。

1.1提高二氧化钛光泽和耐候性的技术Andrejs Baidins等人发明了一种高光泽高耐候性二氧化钛颜料的制备方法。颜料表面包覆有多孔氧化铝和致密氧化铝,其中氧化铝的总质量浓度为TiO2的(2-6)%,致密氧化铝与勃姆石氧化铝的质量比为8: 1-65438。致密氧化铝是一种含有硫酸根离子的氧化铝,其中硫酸根离子以吸附的形式存在于氧化铝中,氧化铝与硫酸根离子的质量比为10:1 ~ 1.3:1。在(30 ~ 65)℃铝土矿是氧化铝的结晶形式,含有吸附水。水随机而有规律地插入到Al(OH)6八面体层中。TiO2颜料的表面涂有致密的氧化铝,以提高其耐久性,如耐光性和耐粉化性。然而,用勃姆石氧化铝层涂覆二氧化钛颜料的表面改善了它的光泽和分散性。

Brian Tear等人提供了另一种提高光泽和耐候性的二氧化钛颜料的制备方法:用各种金属盐处理二氧化钛,如1.0% ~ 3.0% Al2O3铝、锆和磷化合物,其中至少有一种能提供一价阴离子。按湿法处理,铝化合物的加入量一般为1.0% ~ 3.0% al2o 3;根据二氧化钛表面的沉积量,锆化合物的添加量为0.1% ~ 0.4% z ro2;磷化合物的用量为0.1% ~ 0.5% p2o 5;有机涂层0.2% ~ 0.4%的TMP、TME或季戊四醇。已经发现可溶性金属盐中的多价阴离子,如SO42-会在涂布过程中的离子交换过程中附着在颜料上,但常规的水洗不能完全除去这些多价阴离子,这些多价阴离子杂质会引起絮凝,降低最终产品的分散性和白度、光泽和耐候性。但是,含有一价阴离子的金属盐会降低这种趋势。

Michael Hiew等人采用连续工艺,严格控制pH值、温度以及硅和铝的加入时间,制备出光泽度和耐候性均有所提高的二氧化钛颜料:在75℃下,硅化合物分三步加入,分别为pH=10.0、pH=9.4和pH=4.9,每一步至少停留10 ~ 20min;Ph = 5.5 ~ 7.5,75℃时加入铝化合物。二氧化硅的加入量为二氧化钛颜料重量的2.5% ~ 3.5%,氧化铝的加入量为二氧化钛颜料重量的1.6% ~ 1.9%。最后有机包覆0.2% ~ 0.8%的TMP。硅和铝的沉积时间为10 ~ 45分钟,整个连续过程包括不超过120分钟的停留时间。该颜料具有优异光泽优势,在油漆、塑料和涂料中具有良好的相容性。着色力和哈氏仪数据表明,用该方法制备的二氧化钛颜料分散性好,用于涂料和塑料中不会团聚。

1.2提高钛白粉光泽度和分散性的技术John E.Halko等人在表面处理过程中减少了分散剂的用量,在表面沉积至少一种单胺盐进行处理。最终,制得的二氧化钛颜料的光泽度和分散性明显提高。胺盐可以是DMPA+三异丙醇胺TIPA、DMPA+TIPA+TME、DMPA+TIPA+TMP、DMBA+TIPA、DMBA+TIPA+TME、DMPA+TIPA+TMP中的一种。DMPA或DMBA与TIPA的摩尔比为1:1 ~ 1:1.1,这样生成的中性盐没有过量的烷醇胺。胺盐与TME或TMP的比例为95∶5 ~ 1∶1。胺盐的加入量为二氧化钛质量的0.2 wt% ~ 0.5 wt%。与未经处理的二氧化钛和经TME或其他胺盐处理的颜料相比,该方法制备的二氧化钛颜料在分散性和光泽方面有明显的改善,特别是用于水性涂料时,这是其最大的优点。

2.国内提高钛白粉光泽度的技术现状

目前国内关于提高钛白粉光泽度的报道很少。为了提高遮盖力和印刷适应性,市面上一些高档油墨仍然大量使用进口氯化钛白粉,如杜邦、美联等。

中国专利公开号CN101880492A《油墨专用钛白粉颜料及其制备方法》,钛白粉颜料颗粒包覆氧化铝,提高其油性体系应用的光泽度和分散性。依次加入碱性铝化合物和酸性铝化合物水溶液,总量为悬浮液中二氧化钛颗粒的1wt%-4wt%,碱性铝化合物水溶液中铝的加入量与酸性铝化合物水溶液中铝的加入量之比为1: 1-1: 3。该方法可用于处理以任何形式制备的二氧化钛颜料,并且每个步骤可间歇或连续进行。

3.结论

钛白粉选择的关键是光泽和耐久性。如果内墙和油墨涂层要求高光泽,可以选择陶瓷级钛白粉。如果外墙建筑涂料要求高光泽(耐久性中等),可以选择高光泽通用型钛白粉。如果汽车、管道涂料要求高光泽(高耐久性),可以选择高光泽抗粉化钛白粉。提高钛白粉光泽度的方法有多种,其中添加铝化合物是必不可少的,也是最有效的。