中國粉體網(wǎng)訊 鈦白粉粒子的顏料性能通過光學(xué)性能體現(xiàn)，光學(xué)性能則主要取決于TiO₂粒子的表面性質(zhì),，因此,，TiO₂粒子內(nèi)核對光學(xué)性能幾乎沒有貢獻(xiàn),。如果能使用碳酸鈣等廉價易得的白色材料取代TiO₂粒子內(nèi)核，則鈦白粉單位成本將大大降低,。

1,、復(fù)合鈦白粉研究歷程

在鈦白替代方面，目前國際上主要通過制備核殼型復(fù)合粉體來替代,。因為在惰性粉體的表面包覆一層超細(xì)的鈦白粉,，其遮蓋力和顏色性能主要呈現(xiàn)鈦白的性質(zhì)。美國,、英國,、德國、日本等國家,，從上世紀(jì)七十年代就開始從事鈦白粉代用品的研究和探索工作,，并取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益,。近年來先后開發(fā)了以云母,、高嶺土、滑石,、硅灰石,、碳酸鈣等為核心的復(fù)合鈦白粉，分別用于化妝品,、涂料和造紙等行業(yè),，滿足中低端市場需求。目前,，我國復(fù)合白粉的研究開發(fā)還處于初級階段,，產(chǎn)品性能不佳，一般只能代替10%~30%的鈦白粉,。

國內(nèi)外復(fù)合鈦白的生產(chǎn)方法歸納起來有：物理法,、化學(xué)法和化學(xué)物理綜合法三種，各種方法具體又可分為多種,，由于原理的不同,，生產(chǎn)出的復(fù)合鐵白在質(zhì)量和成本上有很大差異。

2,、碳酸鈣復(fù)合鈦白粉主要制備工藝

（1）粒-粒包覆改性法

該法以碳酸鈣,、高嶺土、燒高嶺土和重晶石等白色礦物粉體為包核基體,，結(jié)晶Ti0₂（銳鈦型和金紅石型）為包膜物,，采用白色礦物粉體濕法超細(xì)研磨和白色礦物粉體與結(jié)晶Ti0₂濕法共混研磨途徑，通過固體顆粒的分割細(xì)化,、表面基化改造和機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)導(dǎo)致的粒-粒包覆改性反應(yīng)等方式制備而成,。白色礦物粉體-Ti02復(fù)合白色顏料的細(xì)度達(dá)到小于2微米含量90%~94%,，各組分按重量的組成比為:白色礦物粉體（碳酸鈣或高嶺土，或燒高嶺土,，或重晶石）50%-80%,，結(jié)晶Ti02（銳鐵型或金紅石型）20%-50%。

該法生產(chǎn)的復(fù)合鈦白粉適用于塑料,、造紙等利用白色顏料物理性能的場合,，可以起到改善應(yīng)用產(chǎn)品性能和降低成本的作用。作為一種化學(xué),、物理綜合方法,，它仍然存在結(jié)合力不太強(qiáng)、粒-粒包覆是在二次團(tuán)聚粒子上進(jìn)行等不足,，只能在部分行業(yè)的中低檔次產(chǎn)品中得到適度應(yīng)用,，且成本依舊較高。

興業(yè)誠鋼鈣業(yè)綜合利用有限公司和廣西大學(xué)公布了一種碳酸鈣復(fù)合鈦白粉,，包括以下重量份組分：800目重質(zhì)碳酸鈣2326份,、1250目金紅石型鈦白粉1215份、1000目氧化鋯36份,、無水乙醇4851份,、KH7920.251份、正硅酸乙酯47份,。本發(fā)明應(yīng)用疏水聚團(tuán)理論,，以無水乙醇為分散介質(zhì)，用表面活性劑對粉體進(jìn)行疏水改性制備前驅(qū)體,，改善粉體的分散性,，同時漿液中的顆粒會因疏水作用產(chǎn)生吸引力，由此相互結(jié)合,，并制得包覆均勻,，結(jié)合力強(qiáng)的碳酸鈣復(fù)合鈦白粉。

碳酸鈣/TiO₂復(fù)合材料加工工藝流程圖

（2）碳酸化法

該方法采用CaCO₃,、Ti0₂等為原料,，用CaCO₃微粒取代TiO₂二次粒子內(nèi)核，降低該顏料粒子中TiO₂的比例,，從而獲得成本低廉,、性能又能滿足相關(guān)要求的復(fù)合欽白顏料。日本日鐵礦業(yè)株式會采用碳酸化方法,，制備了一種高度不透明性的二氧化鈦-碳酸復(fù)合粒子,，該方法是在碳酸化步驟添加具有平均粒徑0.1~0.5微米的Ti0₂粒子，在攪拌過程中，在氫氧化鈣漿料中導(dǎo)入二氧化碳?xì)怏w,，進(jìn)行碳酸化反應(yīng),，使反應(yīng)進(jìn)行到漿料的pH為7，最終獲得復(fù)合鈦白粉,。該產(chǎn)品可應(yīng)用于造紙用的涂料,、塑料、紙,、橡膠等產(chǎn)品中,。總體而言,，該方法利用現(xiàn)有碳酸鈣生產(chǎn)工藝流程,，增加部分工序后即可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具備很好的應(yīng)用前景,。但該方法制備的復(fù)合欽白粉的碳酸鈣與二氧化鈦的結(jié)合還不夠牢固,，遮蓋力不夠強(qiáng)，且耐候性不高,，工藝仍需改進(jìn),。

黑龍江越陽環(huán)保科技有限公司提供一種復(fù)合鈦白粉的制備方法,。在輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)過程的碳化階段,，加入偏鈦酸為鈦源包覆劑,，加入硅酸鈉為粘結(jié)劑和無機(jī)包覆劑,，過濾，水洗,，干燥,，粉碎，即得,。制備過程中,，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行90%左右時，被加入的偏酸粒子沉積在CaCO₃顆粒表面,，隨即又被覆蓋一層CaCO₃薄層,，之后再次被偏鈦酸粒子沉積，如此反復(fù),，直到Ca(OH)₂消耗殆盡,。當(dāng)碳化反應(yīng)結(jié)束后，CaCO₃顆粒表面繼續(xù)沉積了一層偏鈦酸,。為了使外表層的偏鈦酸與CaCO₃顆粒表面的結(jié)合力更牢固,，在此過程中加入了硅酸鈉作粘結(jié)劑，同時起到無機(jī)包膜的作用。對上述復(fù)合鈦白漿料過濾,、洗滌后,，進(jìn)行干燥，偏欽酸脫水后成為銳鈦型Ti02薄層鑲嵌及包覆在CaCO₃顆粒表面,，從而獲得復(fù)合鈦白粉,。采用本發(fā)明方法制備的復(fù)合鈦白粉的白度、耐候性,、遮蓋力,、吸油量等性能較好，且生產(chǎn)成本較低,，只相當(dāng)于普通銳鈦型鈦白粉的1/4,，可廣泛用于涂料、造紙等行業(yè),，具有良好的市場前景,。

（3）溶膠-凝膠法

中鈦集團(tuán)焦作市裕盛鈦業(yè)有限公司公布了一種鈦包覆輕質(zhì)碳酸鈣的復(fù)合鈦白粉的制備方法，將輕質(zhì)碳酸鈣分散到鈦酸丁酯溶液中,，加水使鈦酸丁酯水解,，在輕質(zhì)碳酸鈣表面形成包覆層，并加入甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行表面處理,，過濾,，洗滌，烘干,，粉碎,。本發(fā)明的有益效果是提高鈦白粉產(chǎn)品的顏料性能，增強(qiáng)其在有機(jī)溶劑中的分散穩(wěn)定性及其耐候性,。

結(jié)語

除了碳酸鈣,、高嶺土、硫酸鋇等較為傳統(tǒng)的無機(jī)粉體可作為復(fù)合鈦白粉的核心材料外,，二氧化硅,、氧化鋁、氧化鋯等先進(jìn)粉體材料在這一領(lǐng)域也有很廣泛應(yīng)用,，雖不具備碳酸鈣的價格優(yōu)勢,，但其功能性和補(bǔ)強(qiáng)效果上各有特點，多種粉體協(xié)同改性后有更多的可能性,。

參考來源：

專利之星

周文靜,，等：造紙用復(fù)合鈦白粉的制備及性能研究，龍佰集團(tuán)股份有限公司

徐卓群,，等：機(jī)械研磨制備碳酸鈣-納米TiO₂復(fù)合光催化劑及性能研究,，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）

安徽省宣城市涇縣碳酸鈣新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2025)

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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