CN117912587A - 一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法 - Google Patents
一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117912587A CN117912587A CN202410078009.8A CN202410078009A CN117912587A CN 117912587 A CN117912587 A CN 117912587A CN 202410078009 A CN202410078009 A CN 202410078009A CN 117912587 A CN117912587 A CN 117912587A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- organic surface
- titanium dioxide
- treating agent
- surface treating
- surface treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 281
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 133
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 title claims description 50
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 89
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000001038 titanium pigment Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 claims description 140
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 35
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- -1 Polydimethylsiloxanes Polymers 0.000 claims description 16
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 10
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N trimethylolethane Chemical compound OCC(C)(CO)CO QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 claims description 7
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 7
- WUMSTCDLAYQDNO-UHFFFAOYSA-N triethoxy(hexyl)silane Chemical compound CCCCCC[Si](OCC)(OCC)OCC WUMSTCDLAYQDNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 4
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 claims description 3
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N diisopropanolamine Chemical compound CC(O)CNCC(C)O LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940043276 diisopropanolamine Drugs 0.000 claims description 3
- YGUFXEJWPRRAEK-UHFFFAOYSA-N dodecyl(triethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCC[Si](OCC)(OCC)OCC YGUFXEJWPRRAEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WOXXJEVNDJOOLV-UHFFFAOYSA-N ethenyl-tris(2-methoxyethoxy)silane Chemical compound COCCO[Si](OCCOC)(OCCOC)C=C WOXXJEVNDJOOLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MSRJTTSHWYDFIU-UHFFFAOYSA-N octyltriethoxysilane Chemical compound CCCCCCCC[Si](OCC)(OCC)OCC MSRJTTSHWYDFIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RCHUVCPBWWSUMC-UHFFFAOYSA-N trichloro(octyl)silane Chemical compound CCCCCCCC[Si](Cl)(Cl)Cl RCHUVCPBWWSUMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ALVYUZIFSCKIFP-UHFFFAOYSA-N triethoxy(2-methylpropyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC(C)C)(OCC)OCC ALVYUZIFSCKIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N triethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OCC)(OCC)OCC NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012795 verification Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- CZSABVBCTRZESY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[Ti+4].OS(O)(=O)=O Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4].OS(O)(=O)=O CZSABVBCTRZESY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910001680 bayerite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- JRUKCASFAXLANI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(hexan-3-yl)silane Chemical compound CCCC(CC)[Si](OCC)(OCC)OCC JRUKCASFAXLANI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
本发明公开了一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，假设参与反应的有机表面处理剂单体分子和钛白粉粒子为球型；获取有机表面处理剂单体分子的分子摩尔质量Mn、密度ρn，待添加有机表面处理剂钛白粉粒子的密度ρ、所要达到的汽粉粒径D50d、测试在该汽粉粒径下钛白粉粒子的比表面积S；计算待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的最小包覆需求量ω1和最大包膜需求量ω2，待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的包覆需求量在ω1和ω2之间。本发明提供的测算方法测试过程比较简单，运算量小，经验证得到的数据准确率高，可以从理论上指导生产，使有机表面处理剂的添加量处于合适的水平。
Description
技术领域
本发明属于材料分析检测技术领域，具体涉及了一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法。
背景技术
钛白粉学名为二氧化钛，其分子式为TiO2，是一种重要的无机化工颜料。钛白粉需要经过特殊的表面处理后才能满足各应用领域的需求。钛白粉的表面处理一般分为无机表面处理和有机表面处理。其中，有机表面处理主要通过有机物的极性基团吸附或键合到钛白粉表面，通过空间位阻或斥力可以有效的阻止颗粒团聚，进而提高生产中汽粉磨的粉碎效果及在下游应用介质中的湿润和分散性。故有机表面处理剂是生产钛白粉必不可少的一段工艺。
有机表面处理不是添加的越多越好，也不是越少越好，若太多则助剂的有效利用率不高，且会影响产品的耐温性、白度和VOC，若太少则会影响钛白粉的分散性。目前钛白粉企业大多采用经验量添加，并没有准确的助剂添加量的标准，影响钛白粉性能的稳定性，故亟需提供一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法。
发明内容
本发明的目的就在于为解决现有技术的不足，而提供一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法。
本发明的目的是以下述技术方案实现的：
一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，假设参与反应的有机表面处理剂单体分子和钛白粉粒子为球型；最小包覆需求量为至少在钛白粉粒子表面平铺了一层有机表面处理剂分子，最大包覆需求量为在钛白粉粒子表面和孔隙内平铺了一层有机表面处理剂分子；
获取已知参与反应的每种有机表面处理剂单体分子的分子摩尔质量Mn、密度ρn，待添加有机表面处理剂钛白粉粒子的密度ρ、所要达到的汽粉粒径D50d、测试在该汽粉粒径下钛白粉粒子的比表面积S；
计算待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的最小包覆需求量ω1和最大包膜需求量ω2，计算公式如下：
其中，mmin、mmax分别为1个待添加有机表面处理剂钛白粉粒子表面包覆一层已知有机表面处理剂单体分子所需的最小质量和最大质量，单位均为g；m为1个待添加有机表面处理剂的钛白粉粒子的质量，单位为g；M1、M2、……、Mn分别为已知参与反应的有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……、和有机表面处理剂n的单体分子摩尔质量，单位为g/mol；ρ为待添加有机表面处理剂钛白粉粒子的密度，单位为g/cm3；ρ1、ρ2、……、ρn分别为已知有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……和有机表面处理剂n的密度，单位为g/cm3；d为待添加有机表面处理剂的钛白粉粒子所要达到的汽粉粒径D50，单位为μm；S为在该汽粉粒径下待添加助剂的钛白粉的比表面积，单位为m2/g；x1、x2、……和xn分别为已知有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……和有机表面处理剂n所占总有机表面处理剂的质量百分比，其中，x1+x2+……+xn＝1。
待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的包覆需求量在ω1和ω2之间。
优选的，采用比表面积仪测试S。
优选的，所述钛白粉为经过无机包覆的硫酸法钛白粉或氯化法钛白粉中的一种，或未经过无机包覆的硫酸法钛白粉或氯化法钛白粉中的一种。
优选的，所述无机包覆种类为选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铈、五氧化二磷、氧化硼、氧化锌、氧化镁、氧化钛、氧化钙、氧化钼、氧化锡、氧化锑、氧化钙、氧化钨中的一种或多种组合。
优选的，所述有机表面处理剂为多元醇类或有机硅类。
优选的，所述多元醇类为选自以下物质中的一种或多种组合：
二乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、新戊二醇、季戊四醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷。
优选的，所述有机硅类为选自以下物质中的一种或多种组合：
聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、己基改性硅油、辛基改性硅油、葵基改性硅油、十二烷基改性硅油、正丙基三乙氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三氯硅烷、正葵基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基含氢硅油、乙基含氢硅油、高含氢硅油、低含氢硅油、端含氢硅油或侧含氢硅油。
本发明提供的测算方法测试过程比较简单，运算量小，经验证得到的数据准确率高，可以从理论上指导生产，使有机表面处理剂的添加量处于合适的水平，降低钛白粉的助剂成本及提高钛白粉产品质量的稳定性。
附图说明
图1是实施例1采用不同的有机表面处理剂包覆量对钛白粉分散性的影响；
图2是实施例2采用不同的有机表面处理剂包覆量对钛白粉压滤值的影响；
图3是实施例3采用不同的有机表面处理剂包覆量对钛白粉压滤值的影响；
图4是实施例4采用不同的有机表面处理剂包覆量对钛白粉压滤值的影响。
具体实施方式
钛白粉采用有机表面处理剂处理时，理想的包覆状态是钛白粉粒子的外表面全部包覆一层均匀致密的有机表面处理剂，若钛白粉粒子有部分表面未包覆裸露在外，将起不到应有的处理效果。因此，有机表面处理剂的包覆需求量为将钛白粉粒子的外表面全部包覆的量，当小于该包覆量时，无法将钛白粉粒子表面全部包覆，当大于该包覆量时，多余的有机表面处理剂积聚在外侧，同样可能会影响钛白粉粒子的性能，而且造成有机表面处理剂的浪费。故理想状态下，在计算钛白粉粒子有机表面处理剂的包覆量的时候，只考虑钛白粉粒子的比表面积即可，即通过钛白粉粒子的粒径即可计算出。
另外一方面，钛白粉粒子外表面并不是光滑圆润的，而是存在较多孔隙的。这些孔隙主要来源于钛白粉表面的无机包覆，无机包覆物的结晶形态不同，无机包覆量不同，钛白粉表面的孔隙度亦不同，如不同结晶形态的氧化铝包覆层孔隙度由大到小排序为勃姆石、拜耳石、无定型水合氧化铝；而随着氧化铝包覆量的增加，钛白粉表面的孔隙度也会增加等。若有机表面处理剂包覆量也能够填充这些空隙，则将进一步改善钛白粉的分散性、吸油量等性能，提高下游体系应用效果。超过此包覆量，不但造成有机表面处理剂的浪费，而且同样会影响钛白粉的应用性能，如耐温性、白度等。
根据上述内容可知，有机表面处理剂最小包覆量是将钛白粉粒子表面进行包覆，只考虑钛白粉粒子的比表面积即可，即通过钛白粉粒子的粒径即可计算出。为了获得更高性能的钛白粉以及不造成有机表面处理剂的浪费，有机表面处理剂最大用量为将孔隙也进行包覆，孔隙比表面积无法从钛白粉粒径计算得到，因此，本申请在计算钛白粉粒子的最大有机表面处理剂的包覆量的时候，需要通过精密仪器如BET来测试出其表面积和孔隙面积的加和。
对于钛白粉来说，大都认为其越接近于球型，其应用性能越好，如部分硫酸钛白粉和氯化法钛白粉粒子形貌均为球型，故在此假设钛白粉粒子形貌为球型。对于有机表面处理剂来说，其分子为不规则的形态，为了便于计算，本申请也假设每种有机表面处理剂分子形貌为球型。
基于上述内容，本发明提供了一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，假设参与反应的有机表面处理剂单体分子和钛白粉粒子为球型；最小包覆需求量为至少在钛白粉粒子表面平铺了一层有机表面处理剂分子，最大包覆需求量为在钛白粉粒子表面和孔隙内平铺了一层有机表面处理剂分子；
获取已知参与反应的每种有机表面处理剂单体分子的分子摩尔质量Mn、密度ρn，待添加有机表面处理剂钛白粉粒子的密度ρ、所要达到的汽粉粒径D50d、测试在该汽粉粒径下钛白粉粒子的比表面积S；
计算待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的最小包覆需求量ω1和最大包膜需求量ω2，计算公式如下：
其中，mmin、mmax分别为1个待添加有机表面处理剂钛白粉粒子表面包覆一层已知有机表面处理剂单体分子所需的最小质量和最大质量，单位均为g；m为1个待添加有机表面处理剂的钛白粉粒子的质量，单位为g；M1、M2、……、Mn分别为已知参与反应的有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……和有机表面处理剂n的单体分子摩尔质量，单位为g/mol；ρ为待添加有机表面处理剂钛白粉粒子的密度，单位为g/cm3；ρ1、ρ2、……、ρn分别为已知有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……和有机表面处理剂n的密度，单位为g/cm3；d为待添加有机表面处理剂的钛白粉粒子所要达到的汽粉粒径D50，单位为μm；S为在该汽粉粒径下待添加助剂的钛白粉的比表面积，单位为m2/g；x1、x2、……和xn分别为已知有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……和有机表面处理剂n所占总有机表面处理剂的质量百分比，其中，x1+x2+……+xn＝1；
待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的包覆需求量在ω1和ω2之间。
其中，有机表面处理剂可为1种或多种，当有机表面处理剂为1种时，X2、……、Xn＝0。
测算方法具体包括以下步骤：
步骤1：钛白粉的有机表面处理剂由一种或几种有机表面处理剂组成，每种有机表面处理的剂的质量百分占比分别为x1、x2、……、xn(x1+x2+……+xn＝1)。分别计算已知参与反应的有机表面处理剂单体分子(简称已知有机表面处理剂单体分子)的质量m1、m2、……、mn(单位g)，计算公式为：
其中，Mn为已知有机表面处理剂的单体分子摩尔质量，单位为g/mol。
已知参与反应的有机表面处理剂单体分子，指实际进行物理吸附或化学键合的最小单体分子，当有机表面处理剂为有机硅类时，如聚二乙基硅氧烷，最小单体分子为-Si(CH3CH2)2-O-；乙基含氢硅油，最小单体分子为-Si(CH3CH2)(H)-O-；正己基三乙氧基硅烷，最小单体分子为C6H13-Si-O-等。
步骤2：分别计算已知有机表面处理剂单体分子球体的半径r1、r2、……、rn(单位cm)，计算公式为：
其中，ρn为已知有机表面处理剂的密度，单位为g/cm3；
步骤3：计算已知混合有机表面处理剂单体分子球体的截面积S1(单位cm2)，计算公式为：
S1＝x1π*r1 2+x2π*r2 2+……+xnπ*rn 2
步骤4.获取待添加有机表面处理剂的钛白粉粒子所要达到的汽粉粒径D50，记录为d，d单位为μm；计算1个钛白粉粒子的比表面积S2，S2单位为cm2；计算公式为：
步骤5.计算1个待添加有机表面处理剂的钛白粉粒子的质量m，m单位为g；计算公式为：
其中，ρ为钛白粉粒子的密度，单位为g/cm3；
步骤6.测试在步骤4汽粉粒径下钛白粉粒子的比表面积S(含孔隙)，计算1个钛白粉粒子比表面积S3(含孔隙)，S单位为m2/g，S3单位为cm2，计算公式为：
S可以采用比表面积仪进行测定；
步骤7.计算1个待添加有机表面处理剂钛白粉粒子表面包覆一层已知有机表面处理剂单体分子所需的最小质量mmin和最大质量mmax，mmin和mmax单位为g；计算公式为：
步骤8.计算待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的最小包覆需求量ω1和最大包膜需求量ω2，计算公式如公式一和公式二所示。
优选的，钛白粉为经过无机包覆的硫酸法钛白粉或氯化法钛白粉中的一种，无机包覆可以为氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铈、五氧化二磷、氧化硼、氧化锌、氧化镁、氧化钛、氧化钙、氧化钼、氧化锡、氧化锑、氧化钙、氧化钨等常规无机包覆的一种或多种组合，钛白粉也可为未经过无机包覆的硫酸法钛白粉或氯化法钛白粉中的一种。
优选的，有机表面处理剂为多元醇类或有机硅类。
进一步优选的，多元醇类为选自以下物质中的一种或多种组合：
二乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、新戊二醇、季戊四醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷。
有机硅类为选自以下物质中的一种或多种组合：
聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、己基改性硅油、辛基改性硅油、葵基改性硅油、十二烷基改性硅油、正丙基三乙氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三氯硅烷、正葵基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中、甲基含氢硅油、乙基含氢硅油、高含氢硅油、低含氢硅油、端含氢硅油或侧含氢硅油。
本发明通过假设参与反应的有机表面处理剂单体分子和钛白粉粒子为球型，最少有机表面处理剂添加量为至少在钛白粉粒子表面平铺了一层有机表面处理剂分子，最大有机表面处理剂添加量为在钛白粉粒子表面和孔隙内平铺了一层有机表面处理剂分子，然后通过获取参与反应的每种有机表面处理剂的单体分子摩尔质量、密度，钛白粉粒子的密度，钛白粉粒子所要达到的汽粉粒径，测试在该汽粉粒径下钛白粉粒子的比表面积，即可快速准确的计算出不同有机表面处理剂包覆钛白粉的合适的包覆需求量区间。
综上所述，本发明提供的测算方法测试过程比较简单，运算量小，经验证得到的数据准确率高，可以从理论上指导生产，使有机表面处理剂的添加量处于合适的水平，降低钛白粉的助剂成本及提高钛白粉产品质量的稳定性。
实施例1
钛白粉1使用的有机表面处理剂为多元醇类中的三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷，添加质量比为1:1，其中三羟甲基丙烷参与反应的单体分子摩尔质量为134g/mol，密度为1.18g/cm3，三羟甲基乙烷参与反应的单体分子摩尔质量为120g/mol，密度为1.20g/cm3，钛白粉粒子的密度为4.1g/cm3，比表面积为13.84m2/g，所要达到的汽粉粒径为0.31μm，根据公式一和公式二，计算三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷混合包覆钛白粉的最小和最大需求量分别为0.26％和0.77％，即包覆需求量区间为0.26％～0.77％。
实施例2
钛白粉2使用的有机表面处理剂为有机硅类中的聚二甲基硅氧烷，参与反应的单体分子摩尔质量为74g/mol，密度为0.97g/cm3，钛白粉粒子的密度为4.2g/cm3，比表面积为8.67m2/g，所要达到的粒径为0.32μm，根据公式一和公式二，计算聚二甲基硅氧烷包覆钛白粉的最小和最大需求量分别为0.18％、0.35％，即包覆需求量区间为0.18％～0.35％。
实施例3
钛白粉3使用的有机表面处理剂为有机硅类中的正己基三乙氧基硅烷，参与反应的单体分子的摩尔质量为161g/mol，密度为0.86g/cm3，钛白粉粒子的密度为4.2g/cm3，比表面积为7.92m2/g，所要达到的粒径为0.30μm，根据公式一和公式二，计算正己基三乙氧基硅烷包覆钛白粉的最小和最大需求量分别为0.23％、0.38％，即包覆需求量区间为0.23％～0.38％。
实施例4
钛白粉4使用的有机表面处理剂为有机硅类中的甲基含氢硅油(含氢量1.0％)，参与反应的单体分子的摩尔质量为65.6g/mol，密度为1.01g/cm3，钛白粉粒子的密度为4.0g/cm3，比表面积为17.68m2/g，所要达到的粒径为0.33μm，根据公式一和公式二，计算甲基含氢硅油包覆钛白粉的最小和最大需求量分别为0.18％、0.70％，即包覆需求量区间为0.18％～0.70％。
将以上具体实施例应用于钛白粉生产，具体结果如表1～4和图1～4所示：
表1钛白粉1混合有机表面处理剂添加量与分散性关系表
| 混合有机表面处理剂添加量％ | 0.05 | 0.10 | 0.20 | 0.25 | 0.50 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 |
| 分散性/μm | 80 | 50 | 30 | 20 | 17.5 | 17.5 | 15 | 15 | 15 |
注：混合有机表面处理剂添加质量比例，三羟甲基丙烷：三羟甲基乙烷＝1:1；分散性测试方法：60g钛白粉，100g醇酸树脂，2000rpm，15min后测试分散性，合格标准为分散性≤20μm。
从表1和图1可以看出，三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷1:1混合包覆钛白粉1的合适添加量为0.25％～0.80％，这与实施例1中钛白粉1合适的包覆需求量区间为0.26％～0.77％相吻合。
表2钛白粉2聚二甲基硅氧烷添加量与压滤值关系表
| 有机表面处理剂添加量％ | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.35 | 0.50 | 0.70 |
| 压滤值/bar/kg | 400 | 300 | 200 | 120 | 100 | 80 | 80 | 80 |
注：压滤值测试方法：500g钛白粉，500gPE混合均匀后，160℃挤出造粒，1250目筛网进行压滤值测试，合格标准为压滤值≤120bar/kg。
从表2和图2可以看出，聚二甲基硅氧烷包覆钛白粉2的合适添加量为0.20％～0.35％，这与实施例2中钛白粉2合适的包覆需求量区间为0.18％～0.35％相吻合。
表3钛白粉3正己基三乙氧基硅烷添加量与压滤值关系表
| 有机表面处理剂添加量％ | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.35 | 0.40 | 0.60 | 0.90 |
| 压滤值/bar/kg | 450 | 350 | 300 | 200 | 120 | 100 | 80 | 80 | 80 |
注：压滤值测试方法同表2，合格标准为压滤值≤120bar/kg。
从表3和图3可以看出，正己基三乙氧基硅烷包覆钛白粉3的合适添加量为0.25％～0.40％，这与实施例3中钛白粉3合适的包覆需求量区间为0.23％～0.38％相吻合。
表4钛白粉4甲基含氢硅油(含氢量1.0％)添加量与压滤值关系表
| 有机表面处理剂添加量％ | 0.05 | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 1.00 |
| 压滤值/bar/kg | 450 | 350 | 230 | 220 | 200 | 180 | 170 | 170 | 170 |
注：压滤值测试方法同表2，合格标准为压滤值≤230bar/kg。
从表4和图4可以看出，甲基含氢硅油包覆钛白粉4的合适添加量为0.20％～0.70％，这与实施例4中钛白粉4合适的包覆需求量区间为0.18％～0.70％基本相吻合。
从表1～4和图1～4可以看出，本发明所用方法结果准确，可以良好地指导生产。在包覆区间内，有机表面处理剂用量越多，钛白粉性能相对更好。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，其特征在于，假设参与反应的有机表面处理剂单体分子和钛白粉粒子为球型；最小包覆需求量为至少在钛白粉粒子表面平铺了一层有机表面处理剂分子，最大包覆需求量为在钛白粉粒子表面和孔隙内平铺了一层有机表面处理剂分子；
获取已知参与反应的每种有机表面处理剂单体分子的分子摩尔质量Mn、密度ρn，待添加有机表面处理剂钛白粉粒子的密度ρ、所要达到的汽粉粒径D50 d、测试在该汽粉粒径下钛白粉粒子的比表面积S；
计算待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的最小包覆需求量ω1和最大包膜需求量ω2，计算公式如下：
其中，mmin、mmax分别为1个待添加有机表面处理剂钛白粉粒子表面包覆一层已知有机表面处理剂单体分子所需的最小质量和最大质量，单位均为g；m为1个待添加有机表面处理剂的钛白粉粒子的质量，单位为g；M1、M2、……、Mn分别为已知参与反应的有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……、和有机表面处理剂n的单体分子摩尔质量，单位为g/mol；ρ为待添加有机表面处理剂钛白粉粒子的密度，单位为g/cm3；ρ1、ρ2、……、ρn分别为已知有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……和有机表面处理剂n的密度，单位为g/cm3；d为待添加有机表面处理剂的钛白粉粒子所要达到的汽粉粒径D50，单位为μm；S为在该汽粉粒径下待添加助剂的钛白粉的比表面积，单位为m2/g；x1、x2、……和xn分别为已知有机表面处理剂1、有机表面处理剂2、……和有机表面处理剂n所占总有机表面处理剂的质量百分比，其中，x1+x2+……+xn＝1。
待添加有机表面处理剂钛白粉的已知有机表面处理剂的包覆需求量在ω1和ω2之间。
2.如权利要求1所述的钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，其特征在于，
采用比表面积仪测试S。
3.如权利要求1所述的钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，其特征在于，
所述钛白粉为经过无机包覆的硫酸法钛白粉或氯化法钛白粉中的一种，或未经过无机包覆的硫酸法钛白粉或氯化法钛白粉中的一种。
4.如权利要求3所述的钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，其特征在于，
所述无机包覆种类为选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铈、五氧化二磷、氧化硼、氧化锌、氧化镁、氧化钛、氧化钙、氧化钼、氧化锡、氧化锑、氧化钙、氧化钨中的一种或多种组合。
5.如权利要求1所述的钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，其特征在于，
所述有机表面处理剂为多元醇类或有机硅类。
6.如权利要求5所述的钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，其特征在于，
所述多元醇类为选自以下物质中的一种或多种组合：
二乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、新戊二醇、季戊四醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷。
7.如权利要求5所述的钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法，其特征在于，
所述有机硅类为选自以下物质中的一种或多种组合：
聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、己基改性硅油、辛基改性硅油、葵基改性硅油、十二烷基改性硅油、正丙基三乙氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三氯硅烷、正葵基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基含氢硅油、乙基含氢硅油、高含氢硅油、低含氢硅油、端含氢硅油或侧含氢硅油。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410078009.8A CN117912587A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410078009.8A CN117912587A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117912587A true CN117912587A (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=90691918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410078009.8A Pending CN117912587A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117912587A (zh) |
-
2024
- 2024-01-19 CN CN202410078009.8A patent/CN117912587A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101160261B (zh) | 微粒状二氧化硅 | |
| JP2010202887A (ja) | 粉末コーティング組成物 | |
| JP6945938B2 (ja) | 水性塗料組成物 | |
| CN1134399A (zh) | 基于热解制备的二氧化硅的颗粒、其制备方法及其应用 | |
| CN1895820A (zh) | 纳米SiO2包覆羰基铁粉的生产方法 | |
| CN1660529A (zh) | 银粉及其制备方法 | |
| EP1848781B1 (de) | Partikel mit geringer spezifischer oberfläche und hoher verdickungswirkung | |
| JP2011508004A (ja) | 濃縮ヒュームド金属酸化物を含むフィラー系 | |
| EP2595919B1 (de) | Siliciumdioxidpulver mit speziellen oberflächeneigenschaften und dieses pulver enthaltende tonerzusammensetzung | |
| KR100859498B1 (ko) | 휘도 및 내광특성이 우수한 실리콘 미립자, 그 제조방법 및이를 이용한 광확산판 | |
| Cai et al. | Scalable Fabrication of Superhydrophobic Coating with Rough Coral Reef‐Like Structures for Efficient Self‐Cleaning and Oil‐Water Separation: An Experimental and Molecular Dynamics Simulation Study | |
| Khan et al. | Development of amidoxime functionalized silica by radiation‐induced grafting | |
| JP2015036357A (ja) | 表面処理シリカ粉末、スラリー組成物及びそれを用いた樹脂組成物 | |
| CN117912587A (zh) | 一种钛白粉有机表面处理剂包覆需求量测算方法 | |
| CN107974151A (zh) | 一种耐强碱、强酸的uv涂料 | |
| CN112004860B (zh) | 球状聚甲基倍半硅氧烷粒子 | |
| CN113881084B (zh) | 亲水性粒子的制造方法以及亲水性粒子 | |
| JP5937403B2 (ja) | スラリー組成物及びそれを用いた樹脂組成物 | |
| JP6755991B2 (ja) | 親水性粒子の製造方法 | |
| JP7209609B2 (ja) | 球状ポリメチルシルセスオキサンからなる液晶用スペーサー | |
| JP7406398B2 (ja) | 親水表面及びその製造方法 | |
| JPH09124312A (ja) | 炭素質粉粒体の表面改質法 | |
| EP4282822A1 (en) | Silica composite, resin composition, and resin film or resin sheet | |
| KR20220001977A (ko) | 친수성 입자의 제조 방법 및 친수성 입자 | |
| TW202208526A (zh) | 親水性粒子之製造方法以及親水性粒子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |