二氧化钛也可由氯化物法生产。该工艺还有两个选择:蒸汽水解四氯化钛或空气氧 化四氯化钛。釆用这种方法从气相得到颜料,原料必须含90%的金红石矿石,所以,通常 找到这种矿石很不容易。图2-67比较了两种生产工艺。
锐钛型产品用硫酸法生产。硫酸法产生的晶型(锐钛或金红石)取决于生产条件。通常两 种晶型都生产。氯化物工艺仅用来生产金红石型颜料。新的生产线几乎都是氯化物工艺,因 为该工艺生产的产品纯度更高,生产过程中排污更少,有毒物的产生也更少。未包膜的金红 石产品有少量生产,用于除油漆和涂料之外的应用中。锐钛型产品经常不包膜,但是Kronos 公司确实有一条生产包膜牌号的生产线。无机包膜在水淤浆中进行,通过沉淀一种或多种水 合金属氧化物的方法和中和酸和碱化合物的方法完成。无机包膜的性能取决于包膜的化学组 成(AI2O3、Si%、Z22和不太常见的锌、锡氧化物),包膜的量(对5nm厚的油漆牌号产品, 包膜量为1%~15%,典型量为5%),包膜的层数,不同包膜材料的沉积顺序和速度。沉积 过程中以及中和后的pH值、包膜工艺的时间、温度和所用洗涤助剂的类型都对膜以及包膜 颜料的性能有影响。尽管氧化誥涂层可以改善环境稳定性,然而特定应用中的涂层选择还是 要依据具体应用要求而定。颗粒还用有机物进行处理,用单分子层的低极性有机化合物包覆 颗粒,典型化合物为三羟甲基丙烷或季戊四醇(0.3%)o通过有机物表面处理可降低Ti%的 极性,使其易于分散。
颗粒直径在0.24呻时钛颜料有最佳的光散射性,所以大多数的颜料根据不同用途和色
调要求不同颗粒直径,多数接近0.15 ~0.3呻的范围。超细牌号的产品是例外。它们典型的 颗粒尺寸在0.015 - 0.035^的范围内。由于颗粒尺寸小,它们对可见光是透明的,但可以 吸收UV波段的光。超低尺寸的二氧化钛由Degussa生产,采用与气相二氧化硅相同的工艺, 该工艺的原料为TiCk。Tioxide公司生产超细Tid采用湿法工艺,起始原料为钛酸钠, Na2Ti03o与盐酸反应后生成二氧化钛沉淀,用过氧化钠中和,过滤,洗涤,研磨,以及用 用2。3、宙佥、ZQ包膜。另外一些工艺过程包括包膜后的过滤和洗涤,干燥,微化,包装。 对沉淀工艺过程的控制影响产品的晶体结构。金红石或锐钛型二氧化钛都可有针状或球状的 形态。包膜影响二氧化钛的光催化活性。超细、无包膜牌号的产品有高光催化活性,为 6.01mol/g・h,包膜后降低到0. llmol/g-h,与用于颜料的包膜金红石相似(0.07mol/g-h),大 大低于未包膜的锐钛产品(0.87mol/g-h)o由此可得到一系列不同的性质,典型性质,如: 表面积、颗粒尺寸、吸油量,都可进行调节。但是,通常颗粒尺寸在7~35nm范围内,颜料 聚四氟乙烯丝网除沫器二氧化钛有高表面积和高吸油量,密度低,为3.3g/cm3。由图2-68可以看到颗粒尺寸的 对比。
图2-67氯化物法和硫酸法生产Ti%的工艺流程图 (经 Millennium Inorganic Chemicals, Auburn, Australia 许可)
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