钛白粉的分散性及有机表面处理剂 TMP 的作用研究

钛白粉的分散性及有机表面处理剂 TMP 的作用研究

总经理 姜斌

钛白粉分析：钛白粉有机处理剂三羟甲基丙烷的市场消费结构及生产方法。研究课题：烷烃、着色颜料

从事钛白粉销售这么多年，其实我跟我的客户一样，也非常关注钛白粉的一个指标，分散性，我们从钛白粉工程师那里了解到的信息是，钛白粉生产厂家提高分散性的方法往往是将钛白粉进行有机表面处理，通常使用的有机表面处理剂有：TMP或者TME或者硅胶；

之前我没觉得这有什么不妥，但当我再次翻开涂料制造技术方面的书，看到基础有机化学中对TMP的介绍时，我开始疑惑，为什么钛白粉生产中会选择TMP呢？三羟甲基丙烷作为有机处理剂吗？它的理论基础是什么？它起着什么样的作用？

我们先来了解一下TMP：

1. 百科全书 - 三羟甲基丙烷 (TMP)

其他名称：2,2-二羟甲基丁醇；2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇；

英文名称：TMP

化学式：(CH2OH)3

结构式：

物理性质：常温下为无色吸湿性晶体，吸湿后变为白色，35℃时为蜡状固体，熔点57-59℃，沸点295℃，可燃，溶于水和醇，不溶于脂肪烃和芳烃，相对密度1.14；

2、市场消费结构：

TMP广泛用于生产聚氨酯弹性体、聚氨酯泡沫塑料，也是生产醇酸树脂涂料的重要原料，TMP的酯类衍生物可用于生产高档润滑油。

我们可以看到，无论在西欧、日本还是我国，TMP主要应用于涂料行业、润滑剂行业或增塑剂生产；

3、TMP的生产方法：

1.交叉-卡尼扎罗缩合法：又称甲酸钠法，利用甲酸与氢氧化钠中和生成甲酸钠，反应混合物经脱盐、精制而得；

2、醛加氢反应法：正丁醇与甲醛在三烷基胺的催化下，生成醇醛缩合产物2，2-二羟甲基丁醛，然后在催化剂存在下进行水体系加氢，得到三羟甲基丙烷；

4、TMP的性能及用途：

用TMP制成的醇酸树脂，可显著提高树脂的性能，具有良好的耐候性、耐老化性、耐化学药品性和耐水性；用TMP制成的醇酸漆，具有色泽鲜艳、保色性强和温干快的特点；

TMP-用于可持续发展与环境保护体系，更适合零溶剂辐射固化应用；也可用于制备聚氨酯涂料的固化剂，提高树脂的牢固性、耐腐蚀性、密封性，有良好的稳定性。

TMP还可用作表面活性剂和润湿剂；

看来TMP的用途很广泛，那么在用于钛白粉的有机处理时，是不是还起到了最后的作用：表面活性剂、润湿剂呢？

5、钛白粉有机处理机理：

分散性又称研磨分散性、研磨润湿性。分散性的好坏影响钛白粉的遮盖力、着色力、吸油量，也影响成膜后涂料的光泽度、耐候性等。

影响钛白粉分散性的因素：吸水率、吸油率、粒径及粒径分布、无机包覆及有机处理等。

有机处理是指有机处理剂通过物理吸附、化学反应等在二氧化钛粒子表面形成一层亲水或亲油的薄膜，从而提高分散性能的过程。

有机处理剂的耐热性顺序为：

三羟甲基乙烷TME>三羟甲基丙烷TMP>新戊二醇>1,4-丁二醇>二乙二醇>三乙二醇；

笔者咨询过多位钛白粉厂家的研发专家，向他们询问TMP与TME的区别，有人表示TMP包覆的钛白粉在油性体系中性能表现略优于TME，而TME在耐温性和储存稳定性方面更好；

6、钛白粉在应用中分散问题的解决方法：

钛白粉是一种白色颜料，涂料、塑料制造商等颜料应用公司是颜料分散工艺和分散技术的专家；

颜料的分散是不是只靠钛白粉厂的有机处理剂呢？答案是否定的，因为不同的配方体系，不同的要求，对分散性的评价标准都是不一样的，所以最终还是需要颜料应用专家根据自己的产品要求，对分散性进行评估，优化配方设计，确保钛白粉的各项性能完美呈现。