涂料科普：钛 如何实现良好的分散效果

分散是进行钛白颗粒表面包膜处理的前提，理想的分散是颗粒呈原级粒子分散的状态，这样膜才可能包覆在原级颗粒上，否则，由于分散不佳，膜包覆在絮凝团外围，当絮凝团经受超微粉碎后，膜将是残缺不全，不能达到预期的效果。

    分散的过程首先是将前粉碎（雷蒙磨）后的物料（或者是氧化料）加入除盐水中制成浆料，通过搅拌进行分散，为了提高分散效果，需要加入分散剂。通常情况下，分散的难度TiO2浓度有关，因此，仅从分散角度考虑，降低浓度有益于分散。但是，后道工序的状况必须予以考虑，当后续工序直接为包膜时，则浓度只要满足包膜工艺要求即可；当后续工序接湿磨时，则必须充分考虑有利于湿磨的条件。

    为了提高研磨效果，宜提高物料的浓度。过去预分散浆液的浓度控制在30%左右，现在已提高至40%，国外还有更高的浓度。在满足物料流动性能的情况下，提高浓度是有益的。为了确保设备的完全，物料的研磨时间不宜过长，当确实需要时，要采取外置冷却及串联等措施。

    湿磨的设备通常采用砂磨机，该设备能耗高，投资大，但分散功能显著，还能改善粒子的形状，因而在大多数后处理的装置中均采用这一设备。砂磨机在国内有多家生产厂，产品广泛用于油漆、涂料行业，但用于钛白生产的砂磨机还很少，且设备规格相对较小，对于万吨级的钛白生产装置而言，宜采用引进的大型砂磨机。砂磨机有立式和卧式之分，立式为常压操作，卧式可在一定的压力下运行。这两种形式在国外钛白的生产中均有采用。砂磨机的筒体应该是耐磨金属材料，也可以是耐磨非金属材料，考虑到筒体的磨蚀可能产生对产品的污染，应以耐磨非金属材料为佳。砂磨机的工质有砂或珠，对这些工质的要求是具有耐磨性和具有较高的密度。较合适的砂为渥太华砂，砂粒直径小于1mm。

    砂磨机的研磨效果是选择砂磨机的基本要求，对于二氧化钛的半成品（雷蒙后的料或氧化料）粒径要求小于325目，对于高质量的钛白产品，经研磨后的粒子较以往重力沉降分级控制的5μm有了较大的提高，要求达到1μm以下，这对仅仅是采用搅拌而言是难以达到的，而对于引进砂磨机而言，则基本都能满足要求。对于砂磨机的生产能力的标定，由于国内生产厂家的经验不多，国外运行数据也掌握得较少，再加上与物料的特性以及预分散状况等因素有关，因此很难一概而论，习惯上一些厂家用停留时间来确定能力，但涉及对物料的浓度以及研磨状态的好坏等因素，用停留时间来标定就显得不太科学，取而代之的是研磨注入的能耗，对于卧式砂磨机而言，其研磨能耗（制造厂推荐）约为40kW.h.tTiO2，亦即通过砂磨机的实耗功率除以单位产品的能耗值得到砂磨机的生产能力。对于立式砂磨机，其研磨能耗（制造厂推荐）约为80kW.h/tTiO2。表面看来，卧式和立式砂磨机生产能力相差很大，实际上，砂磨机的生产能力应根据物料特性和研磨要求来确定，必要时，应进行试验测定。

    在砂磨以后，浆料中TiO2的颗粒已得到了较好的分散，这种分散的状况已能满足包膜的要求。但是，在砂磨的过程中，砂或球的磨蚀是客观存在的，甚至有时会出现破碎的可能，当砂或球的粒径小于一定尺寸时，则会随着物料流出的砂磨机，这些颗粒没有颜料性能，混入产品则会对质量产生影响，同时也会影响后续加工设备，甚至可能造成设备的损坏，为此需要将这些杂质颗粒除去。

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