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煅烧高岭土与钛白粉的湿法研磨复合工艺研究
作者：admin日期：2020-03-30阅读
采用湿法超细研磨方法对煅烧高岭土与钛白粉进行机械物理复合，通过正交试验和单因素试验研究了研磨复合工艺条件对煅烧高岭土／钛白粉复合粉体材料白度、遮盖力等物理性能的影响。结果表明，复合配比、研磨时问、PH和悬浮液质量分数是影响包覆效果的主要因素；在煅烧高蛉土／钛白粉复合质量配比50：50、研磨时间IOrain、pH=5、悬浮液高岭土质量分数50％条件下，制得的复合粉体在主要物理性能指标上接近钛白粉，可作为钛白粉的代用材料。
0引言
钛白粉是当今工业应用广泛、性能佳的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、橡胶、化学纤维和化妆品等领域。随着对钛白粉需求量的增加，钛白粉的供需矛盾日益突出，由于钛白粉的研究开发和建厂均需巨额投资，生产过程环境负荷较重，这些情况促使科技工作者和用户去开发生产成本较，环境负荷较小，而性能与钛白粉相近的代用品[3,4】。
本研究采用湿法研磨方法将超细煅烧高岭土与钛白粉进行机械物理复合制备了粒度、白度、遮盖力等主要物理性能指标与钛白粉相近的复合粉体材料。
1试样、试法与包覆效果评价
1．1试样
钛白粉取自辽宁某钛白粉公司，主要物理指 标为白度96．5，粒度Dl0=0．14m，D50=0．70m，D97=2．40m，遮盖力=23．35g／m 。
1．2试法
试验在耐驰(上海)仪器有限公司制造的Mi．nI_Zeta卧式砂磨机中进行。先加入一定质量分数的钛白粉悬浮液研磨至一定粒度，然后调节pH，加入一定量的分散剂和一定质量分数的超细煅烧高岭土悬浮液研磨复合，后烘干、打散复合产品。
1．3表征方法
用丹东百特仪器有限公司生产的BT一1500
离心沉降式粒度分布仪分析粒度大小和粒度分布，用杭州高新自动化仪器仪表公司生产的DN—B型白度仪测定白度，用遮盖力黑白格玻璃板测样品的遮盖力。
2结果与讨论
2．1正交实验
四因素(高岭土质量分数、pH、研磨时间、复合质量配比)三水平正交实验结果及分析见表1。由此可见各因素对实验结果(遮盖力)的影响显著性顺序为复合质量配比>pH>高岭土质量分数>研磨时间，矿浆质量分数在50％时包覆产品的遮盖力较好，pH在5到6之间较好，复合质量配比在50：50时好，包覆时间对遮盖力影响不显著。
2．2单因素试验
2．2．1pH
高岭土矿浆质量分数为50％，复合质量配比为50／50，研磨时间为10min时，pH对复合粉体白度和遮盖力的影响见图1。
由图1可见，样品白度随着pH由3到7逐渐，而遮盖力在pH=5时好，通过查阅高岭土和钛白粉不同pH下的Zeta电位，可以看出，在该pH下两矿物Zeta电位相反并差值大，静电吸附作用强。因此，pH=5时较好。
2．2．2矿浆质量分数
pH=5，研磨时间为10min，复合质量配比50／50时，高岭土矿浆质量分数对复合粉体自度和遮盖力的影响见图2。
由图2可见，质量分数对白度的影响不大，遮盖力在30％～50％时变化平缓，考虑到用水问题，5O％较适宜。
2．2．3研磨时间
高岭土矿浆质量分数为5O96，pH=5，复合质量配比50／50时，研磨时间对复合粉体白度和遮盖力的影响见图3。
由图3可见，研磨时间对白度基本没有影响，遮盖力在研磨时间为10min时较好。
2．2．4复合质量配比
在pH=5，研磨时间为10min，高岭土矿浆质量分数为50％下，复合质量配比(煅烧高岭土g／钛白粉g)依次为80／20、70／30、60／40、50／50、40／60的试验结果见图4。由图4可见，复合质量配比对白度基本没有影响，遮盖力在70／30～40／60变化不大，50／50时好，在50／50配比下复合产品的粒度为D50=0．59／am，D97=2．10／am，与高岭土对比，遮盖力有了大幅度提升，且与100％钛白粉的遮盖力基本相等。
由图5可见，扩大试验样品的遮盖力从70／
30到50／50与钛白粉的遮盖力相比与小试样品的变化趋势相同，并且在50／50时达到好，同时70／30的产品的遮盖力与高岭土原样对比也有了大幅度提升。
3结论
a．正交实验结果表明，影响煅烧高岭土／钛白粉复合粉体材料物理性能的主要因素是煅烧高岭土与钛白粉的复合质量配比、研磨时间、pH和悬浮液质量分数。
b．较佳的研磨复合工艺条件为：复合质量配比=50／50、研磨时间10rain、pH=5、悬浮液质量分数50％，在该条件下制备的煅烧高岭土／钛白粉复合粉体材料的主要物理性能与钛白粉接近，某些应用领域可作为钛白粉的代用品。
C．实验室扩大试验的结果与小型试验基本一致。
