表面处理剂对钛白粉在丙烯酸涂料中性能的影响

３０ ｍｉｎ ４０ ｍｉｎ ５０ ｍｉｎ
２０ ｍｉｎ
从表 ３ 可 以 看 出， 在 国 产 产 品 中 Ｒ２ 的 细 度 较 实验结果说明不同的有机处理剂对产品的影响较大。
好，即分散性较好，更适合应用在丙烯酸树脂体系中。 钛白粉的分散性与钛白粉和分散介质极性的平
到要求；而其他产品需研磨 ４０ ｍｉｎ 甚至 ５０ ｍｉｎ 才能 达到要求。 分析 ＲＣＬ５９５ 产品研磨时间短的原因， 可 能是由于此产品采用的多元醇处理剂与钛白粉基体 结合后，与丙烯酸树脂体系更易相容， 短时间内达到 稳定分散效果。
Ｊｉａｎｇ Ｚｈｉｇａｎｇ，Ｌｉｕ Ｌｉｘｉｎ
应 用 研 究
ｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｇｅｎｔ． Ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｈｉｇｈ － ｓｐｅｅｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ ｖｉ⁃
ｂｒａｔｉｎｇｍｉｘ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙ， ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｉｔａ⁃ ｔｈｅ ｒｕｔｉｌｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ Ｒ２ ｃｏａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｇｅｎｔ ｈａｓ ｐｒｅｆｅｒａｂｌｅ ｐｒｏｐ⁃ ｉｔｓ ｋｉｎｄ． ｂｉｌｉｔｙ
本文采用 ＱＳＪ 高速分散机，１ ５００ ｒ ／ ｍｉｎ进行试验。 采 用人工刮细度法测定高速分散后涂料的细度，结果见 表 ３。
有呈现好的分散性能， 才能体现钛白粉的其他性能。
姜志刚等：表面处理剂对钛白粉在丙烯酸涂料中性能的影响
表 ３ 不同牌号钛白粉在丙烯酸树脂涂料体系中研磨时间与细度的关系 Ｔａｂｌｅ ３ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｆｉｎｅｎｅｓｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｐｉｇｍｅｎｔ ｉｎ ａｃｒｙｌｉｃ ｒｅｓｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐａｉｎｔ 项目 常规分散性 ／ μｍ 细度 ／ μｍ 钛白粉 Ｒ１ ４０ ３０ ２２ ２０ ８ Ｒ２ １０ ２８ ２２ １８ １５ Ｒ３ １５ ３５ ２８ ２３ ２１ Ｒ９０２ ＋ １０ ３５ ２８ ２０ １６ Ｒ７０６ ２８ ２５ １６ １５ ９ ＲＣＬ５９５ ３０ ２０ １５ １３ ６
用量最多， 占总使用量 ５７％ 左右
料、 塑料、 造纸和油墨等领域。 钛白粉在涂料领域使 涂料领域使用钛白粉主要依靠进口，而国内生产钛白 要求不高的中、低端领域或配合国外产品应用到较为 高端的领域，很少能单独替代国外牌号产品而占领高 端市场。 这是由于钛白粉常规检测结果与应用体系 。 目前国内高档 粉由于应用性能存在差异等原因，一般只能用于性能
ＲＫ －涂布器：天津中环实验仪器有限公司；ＢＹＫ 微型 海精密仪器有限公司。 天津精科联试验机有限公司；ＪＡ５００３Ｂ 电子天平： 上
多角度光泽仪：德国毕克 － 加特纳公司； 刮板细度计：
１������ ４ 检测方法
别采用 ３ 种不同有机表面处理剂进行包膜，其中 Ｒ１ 用 津致远化学试剂有限公司；分散剂：ＢＹＫ 公司。
将制好的漆料在常温下放置 ２０ ｄ，用刮板细度计
介质。
左右至表面干燥即可，使用分光光度计测得黑板和白 板上的反射率，用对比率反映涂膜的遮盖能力。 遮盖力越好。 比率越大，涂膜遮盖力越好， 表示钛白粉在涂料中的 对比率 ＝ （ 黑板反射率 ／ 白板反射率 ） × １００％， 对
动涂布机快速涂布，编号，放置在 ５５ ℃ 烘箱内 ２０ ｍｉｎ
明性高、物理化学性能稳定等优点， 被广泛应用于涂
存在差距，因此出现钛白粉生产厂家常规检测指标良 题，研究人员进行了大量实验探索， 发现钛白粉的不 同表面处 理 对 其 在 溶 剂 型 涂 料 中 性 能 表 现 有 较 大 影响。 本研究对不同有机处理剂处理过的钛白粉产品 在油分散性差、 分散稳定性差等问题。 针对这些问 好，接近或好于国外产品， 但在涂料制备过程中却存
Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｄｉｏｘｉｄｅ Ｃｏａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ａｇｅｎｔ ｉｎ Ａｃｒｙｌｉｃ Ｃｏａｔｉｎｇｓ
（ Ｊｉｎｚｈｏｕ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ． ，Ｊｉｎｚｈｏｕ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ １２１００５， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｌｖｅｎｔ － ｂａｓｅｄ ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｃｏａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆ⁃
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ；ａｃｒｙｌｉｃ ｒｅｓｉｎ；ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｐｏｗｅｒ；ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙ； ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｓｔａ⁃ 钛白粉作为“ 白色颜料 ” 之王， 具有白度高、 不透
［１］
ｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｉｎ ａｃｒｙｌｉｃ ｃｏａｔｉｎｇｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｇｅｎｔ
以及美礼联 ＲＣＬ５９５ 产品。 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 为锦钛产品，分
１������ ４������ １ 油分散性
用调刀取制备好的漆料放在刮板细度计凹槽上
硅烷偶联剂处理，Ｒ２ 用多羟基多元醇处理，Ｒ３ 用普通 多元醇处理；国外产品用多元醇类处理。 混合溶剂：天
（ μｍ） ，读数 越 大， 表 示 分 散 性 越 差。 本 研 究 用 “ 细
磨，转速 ２５ ｒ ／ ｍｉｎ， 研磨 ４ 次， 最后收集起来， 用刮板
２ 结果及讨论
２������ １ 高速分散实验结果
油分散性是指钛白粉在应用的树脂体系中能够 分散开并能持续稳定的能力，表征钛白粉在机械等外 油分散性指标表征了钛白粉在涂料中的存在状态，只 力存在时， 能 够 在 树 脂 体 系 中 分 散 的 难 易 程 度 ［２］ 。
衡、钛白粉的电荷、钛白粉粒子的形状、钛白粉介质的 可以忽略， 只考虑其他几方面原因。 众所周知， 多羟 关，由于采用相同原料， 因此钛白粉粒子的形状影响 表面张力、 钛白粉的表面积与亲介质性几个方面有
２������ ２ 振动混合实验结果
似相容或通过化学键链接，使钛白粉均匀地分散在介 质体系中，保持漆料稳定的性能。 将经过振动式混合机得到的样品涂覆在基体表 面，测试不同钛白粉对遮盖力、 分散稳定性以及光泽 粉对漆料遮盖力、细度以及光泽的影响。 遮盖力板采 果列于表 ４ 中。 的影响。 重点考察了在丙烯酸体系中不同牌号钛白 用自动涂布机制备，保证数据准确，减少误差，试验结 分散稳定性主要表征钛白粉与树脂的相容性，相
进行检测，研究钛白粉在丙烯酸体系中的不同表现。
本研究主要采用 ２ 种方法对钛白粉的应用性能
１������ ４������ ２ 分散稳定性
度” 表示分散性的指标。
散状况，配方见表 １；采用混合振动方式， 检测钛白粉
１������ ４������ ３ 涂膜遮盖力
出现明显变化为分散稳定性好。
检测分散状态，从而反映漆料是否存在返粗现象， 未
ｈａｓ ａｎ ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｉｎ ａｃｒｙｌｉｃ ｒｅｓｉｎ ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ｅｒｔｉｅｓ， ａｌｌｏｗｉｎｇ ａｃｒｙｌｉｃ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｔｏ ｇｉｖｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｆｏｒｅｉｇｎ ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ
第 ４４ 卷第 ５ 期 ２０１４ 年 ５ 月
ＰＡＩＮＴ ＆ ＣＯＡＴＩＮＧＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
涂料工业
Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．５ Ｍａｙ ２０１４
表面处理剂对钛白粉在丙烯酸涂料中性能的影响
姜志刚，刘立新 （ 锦州钛业有限公司，辽宁锦州 １２１００５）
摘 要：通过不同的有机表面处理剂对钛白粉进行有机包覆，并以其制备溶剂型涂料。 采用高速 对比实验表明，不同的有机表面处理剂对钛白粉在丙烯酸树脂体系中性能有较大影响，其中经过有机 处理后的 Ｒ２ 钛白粉在此体系中性能较好，能够达到国外同类产品的应用性能指标。 关键词：钛白粉；丙烯酸树脂；遮盖力；分散性；分散稳定性 中图分类号：ＴＱ ６３０������ ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３ － ４３１２（２０１４）０５ － ００５７ － ０４ 分散和混合振荡法，考察了丙烯酸树脂体系中钛白粉的分散性、 分散稳定性以及遮盖力等应用指标。
取适量涂料放在标准的黑白卡纸的一端，使用自
１������ ４������ ４ 涂膜光泽
Hale Waihona Puke Baidu
１������ ４������ ５ 常规分散性
细度计检测细度。
用光泽仪测量上述制备好的黑白漆板光泽。 取 １ ｇ 钛白粉样品，无色浆料 ２ ｇ，在平磨仪上研
表 ２ 采用混合振动式实验配方 Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｍｉｘｉｎｇ 原料 钛白粉 ＢＹＫ１１０ ＴＺＢ６２ 丙烯酸树脂 Ｖ（ 二甲苯） ∶ Ｖ（ 醋酸丁酯） ＝ ７ ∶３ ｗ／ ％ ７５ ２１
０������ ５ ３������ ５
１������ ３ 试验设备
有限公司； ＱＳＪ － 高 速 分 散 机： 天 津 力 松 电 机 有 限 公 司；ＣＭ － ３６００ｄ 分光光度计： 日本美能达有限公司； ５８ 司；１０１ － １Ｂ 型电热恒温干燥箱： 西安明克斯有限公 ＳＫ４５０ 振动式混合机：锦州市辽西利达机电设备
进行丙烯酸体系应用性能检测，从而选择适合此领域 的钛白粉，以替代国外产品。
作者简介：姜志刚（ １９６７—） ，男，工程师，从事氯化法钛白粉研究及生产。
５７
姜志刚等：表面处理剂对钛白粉在丙烯酸涂料中性能的影响
１ 实验材料及方法
１������ １ 实验材料
司；金红石型钛白粉： 选择 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 和 Ｒ９０２ ＋、Ｒ７０６ 丙烯酸树脂：ＴＺＢ － ６２， 江苏天竹化工科技有限公
应 用 研 究
基醇类产品的亲水极性基团更易于被物理吸附等方 式结合在钛白粉表面，而亲油的非极性基团向外与有 机分散剂介质作用，降低了钛白粉介质的表面张力和 散性得到提高。
表面积，改变了整个基团的润湿性， 从而使 Ｒ２ 的分 涂料生产商对入厂钛白粉的要求为最终研磨细 度达到 ２０ μｍ 以下。 ＲＣＬ５９５ 产品在 ３０ ｍｉｎ 就能达
表 ４ 不同牌号钛白粉对丙烯酸体系涂料中各指标的结果 Ｔａｂｌｅ ４ Ｉｎｄｅｘ ｏｆ ａｃｒｙｌｉｃ ｃｏａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｐｉｇｍｅｎｔ 项目 常规分散性 ／ μｍ ２０ ｍｉｎ 细度 ／ μｍ ２０° 光泽 放置 ２０ ｄ 后细度 ／ μｍ 遮盖力 ／ ％ 钛白粉 Ｒ１ ７６������ ８２ ４８������ ６ ９������ ５ ８������ ０ ８ Ｒ２ ７８������ ５９ ６１������ ４ ９ ８������ ５ １０ Ｒ３ ７６������ ０８ ５５������ ６ １２ １２ １５ Ｒ９０２ ＋ ７８������ ２３ ６０������ ０ ９ ９������ ５ １０ Ｒ７０６ ７８������ ３２ ６１������ ７ ８ ７ ９ ＲＣＬ５９５ ７９������ １２ ６０������ ８ １０ ９ ６
端 ，用 刮 板 快 速 刮 片 ， 在 ３ ｓ 内 读 取 分 散 性 数 据
１������ ２ 涂料配方 应 用 研 究
采用高速分散方式，考察钛白粉在溶剂型涂料中的分 见表 ２， 配方 ２ 采用与配方量等量的锆珠作为研磨 表 １ 采用高速分散实验配方 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｈｉｇｈ －ｓｐｅｅｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ 原料 钛白粉 ＢＹＫ１１０ ＴＺＢ６２ 丙烯酸树脂 Ｖ（ 二甲苯） ∶ Ｖ（ 醋酸丁酯） ＝ ７ ∶３ ｗ／ ％ ３３ １ ６ ６０ 在漆料中的分散稳定性及遮盖力、 光泽等， 实验配方