开题报告：无机颜料的表面改性及其发展

本科生毕业设计（论文）开题报告学 院 轻工学院 专 业 印刷工程 导 师 聂义然 学 生 冯 欢 学 号 201110830222 2015年6月8日毕业设计（论文）题目无机颜料的表面改性及其发展一、毕业设计（论文）研究目的及意义随着全球经济的复苏，国内外建筑建材、涂料油漆，塑料、油墨等行业出现了快速增长，无机颜料的需求量也迅速增加。随着涂料行业快速发展，作为其主要原材料之一的无机颜料得到了长足发展。无机颜料生产工艺比较成熟，大多数产品的价格低廉，产品具有较高的耐光性、耐热性和耐候性。很多颜料品种能经受住长时间市场的考验。但是目前无机颜料在生产或使用中也存在一些问题，主要有:（1）颜料颗粒很小，一般在100m以下，现代颜料更是朝着超细化方向发展，甚至可达到1m以下，结果使得颜料表面能很高，颗粒之间极易团聚，分散性受到影响，直接影响了颜料的使用性能，所以在制备或使用过程中应进行必要处理,改善其分散性能。（2）颜料粒子粒子形状对性能也有影响。例如，一般针状粒子比球状粒子具有较大的比表面积，使其吸收能力和散射能力增强，所以往往表现出更高的着色能力，且针状粒子的抗流动性好，在多数涂料体系中显示出较高的粘度，但是通常粒子形状改变会影响颜料的颜色，造成色差。（3）由于无机颜料的表面性质与有机聚合物的表面性质相差甚远，相容性较差，难以在有机基体中均匀分散，若直接使用，将会影响有机材料的某些性能。为了改善颜料粒子与有机基体的相容性及其对基体的润湿性，对无机颜料进行表面修饰，提高它在基体中的分散性，增强其与基体的界面结合力，从而提高材料的综合使用性能，甚至可以达到扩大其应用范围的效果。（4）无机颜料中的含铅铬、镉等颜料毒性很大，从环保和对人类健康影响角度看，其使用范围必然会受到一定限制。例如，铅铬颜料在酸性条件下可溶性很好，容易造成铅中毒，所以在室内装修和装饰涂料中已经禁用，但未找到替代颜料之前在工业涂料尤其是汽车、家电、防腐涂料等领域应用仍然十分广泛，这就要使用一定的表面处理技术如包膜等对其改性，以降低对环境和人体的伤害。（5）无机颜料工业生产中出现的废水、废气、废渣中均含有有害物质，每年的排放量可观。这促使颜料工业必须不断进行改进，同时也要求有效提高颜料在使用介质中的利用率。例如，可以通过降低颜料颗粒的粒径和改变颜料颗粒表面特性来提高磨细颜料利用率。与普通颜料相比，超细无机颜料具有许多优异的使用性能，普通油漆、涂料和染料中的颜料成分超细后可以降低颜料的使用量，同时提高颜料的遮盖力、附着力等。然而超细颜料的粒度细微、具有很大的比表面积、表面活性高、表面原子配位不足等，使得这些表面原子具有很高的活性，导致颜料粒子处于不稳定状态，粒子之间往往自动相互吸引靠近，使自身转变成稳定的状态。这些团聚体的形成使得颜料粒子不能以单一的粒子均匀分散，不能发挥其应有的特性，对颜料的使用性能产生十分不利的影响。因此，超细颜料粒子制备完成后，必须立即对其进行表面处理，使其稳定地保持单个或若干个颜料粒子存在而不发生团聚作用。为了解决以上问题，就需要对无机颜料进行改性，这样可以：（1）改善或改变粉体粒子的分散性、与介质相容性；（2）改善粉体粒子的耐久性,如耐药、耐光、耐热、耐候性等;（3）提高颗粒表面的活性;（4）颗粒表面产生新的物理、化学和机械性能及新的功能，从而提高粉体的附加值； （5）提高无机颜料的利用率；（6）开阔其市场，提高经济效益，同时可以减少废水、废气、废渣的排放。二、毕业设计（论文）提纲1 绪论 1.1无机颜料的概述 1.2无机颜料的生产技术及其研究进展 1.3研究目的与意义 1.4国内外研究现状 1.5本课题主要研究内容2无机粉体表面改性技术 2.1表面改性方法 2.2表面改性工艺 2.3表面改性设备 2.4影响粉体表面改性效果的主要因素3 粉体表面改性的评价及标准 3.1间接法 3.2直接法4 钛白粉表面包膜改性技术 4.1钛白粉表面包膜改性的作用 4.2钛白粉表面包膜改性的机理 4.3钛白粉表面包膜改性的步骤 4.4钛白粉表面包膜改性的研究现状5 结论三、毕业设计（论文）研究思路、方法及进度安排1、思路、方法本文将主要进行无机颜料表面改性的技术的综述研究，将以下几个方面作为研究重点进行研究：1、 介绍了无机粉体改性技术的研究及应用进展，对改性方法、工艺等进行了说明分析。2、 以钛白粉为例，详细介绍了其表面包膜改性技术，介绍了钛白粉的无机包膜和有机包膜。3、 对比分析了钛白粉几种表面包膜改性技术对其性能的影响。2、进度安排 第一周第二周（3月2日3月13日）根据论文题目实习、调研、查阅资料； 第三周第四周（3月16日3月27日）调研查阅资料，完成论文综述、外文翻译、实习报告、实习日记、开题报告（第一次会审）； 第五周第十周（3月30日5月8日）针对所搜集的资料，整理总结出无机颜料改性技术的方法、工艺、效果评价方法，完成论文初稿（第二次会审）；第十一周第十四周（5月11日6月5日）整改论文，并完成答辩幻灯片（第三次会审）；第十五周（6月8日6月12日）答辩。四、毕业设计（论文）参考文献1 陈飞跃,许勇,王胜茂,等.超分散剂对炭黑体系分散性能的研究J. 华东理工大学学报,199 5,21(4):418.2 Wu Zhishen,Zhou Jingfang.Structure Characterization and Tribological Behavior of Surface-Modification ZrO2 NanopaticlesJ.Chemical Research,2001,12(2):4-8. 3 姚超,高国生,林西平,等.硅烷偶联剂对纳米二氧化钛表面改性的研究J.无机材料学报,20 06,21(2):315-321.4 祖庸,王训,郭晓英,等.超细二氧化钛分散性研究J.涂料工业,1999(6):6.5 喻志刚,袁莽龙,应圣康.SiO2-TiO2复合微粒的研究J.复合材料导报,2000,17(4):71.6 姚超,吴凤芹,林西平,等.纳米导电二氧化钛的研制J.涂料工业,2003,33(7):18-21. 7 李晓娥,邓红.纳米二氧化钛有机化改性工艺研究J.无机盐工业,2001,33(4):5-9.8 王西奎,刘汉霞,国伟林,等.羟基磷灰石包覆TiO2的制备及其光催化性能J.硅酸盐学报,20 05,33(6):741-745.9 王栋知,郑桂兵.重质碳酸钙表面改性研究J.武汉工业大学学报,1996,18(4):24-27. 10 徐冀川,史彦丽,力虎林,等.金属配合物交换吸附热分解法制备表面覆盖锌的二氧化钛纳 米粒子J.兰州大学学报,2003,39(6):54-57. 11 张萍,杨为中.食品添加剂用超微二氧化钛改性研究J.食品工业科技,2006,27(1):148-15 1.12 耿殿军,李洪江. 提高有机玻璃耐热性的机理和技术途径J. 内蒙古石油化工，2009(2)： 77-78.13 赵海燕,陈嘉庚.酒石酸对SiC粉料的表面改性J.山东陶瓷,2006,29(3):34-36. 14 章文贡,陈田安,陈文定.铝酸酯偶联剂改性碳酸钙的性能与应用J.中国塑料,1988, 2(1):23.15 顾华志,洪彦若,汪厚植,等.Ca(OH)2-CaCO3复合粉体粉磨过程中的机械化学效应J.硅酸 盐通报,2004(4):11-14.16 Ding H,Lu S C.Mechanoactivated Surface Modfication of Calcium Carbonate P-article-s in Aqueous MrdiumJ.China Powder Science and Tech,1999,5(6):23. 17 丁浩.矿物湿法超细磨矿中助磨剂的作用效应及其程度的研究J.中国粉体技术,1999(2): 41-51.18 袁乔龙,应圣康.Al2O3-SiO2溶胶制备及在水溶性聚氨酯中分散行为J.华东理工大学学 报,1998,24(5):526.19 王林江.重质碳酸钙超细与改性体化工艺研究J.化工矿物与加工,2000(3):1.20 Masaharu Yamatoto,Masatoshi Ohata.New macromoecular silane coupling agentssynthes -ized by living anionic polymerizatioJ.Progiessin OrganicCoating,1996(27):277-285.21 Rong Y,Chen H Z,Li H Y,etal.Encapsulation of titanium dioxide particales by polystyrene via radical polymerizationJ.Colloids and Surfaces,2005,253:193-197.22 Navio J A,Colon G,Macias M,et al.Iron dopedtitaniasemiconductor powders pre- pared by a sol-gelmethod PartI Synthesis and characterizationJ.Appl CatalA:Ge -neral,1999,177(1):111. 2324 Nussbaumer R J,Caseri W,Tervoort T,etal.Synthesis and characterization of surface modifiedrutile nanoparticles and transparen polymer compositer thereofJ.Journaf of Nanoparticle Research,2002,4(4):319-323.25 Jesionowski T,Krysztafkiewicz A.Influence of saline coupling agents on surface properties of precripitated silicaJ.Applied Surface Science,2001,172:18.26 Espiard P,Guyot A.Poly(ethyl acrylate)latexes encapsulating nanoparticles ofsilica:2. Grafting process onto silicaJ.Polymer,1995,36(23):4391.27 郭英凯1,刘晓薇1,张秀起1,商连弟. 纳米二氧化钛表面改性研究J. 无机盐工 业,1999,5(2):27-30.28 鲁良洁,李竟先. 纳米二氧化钛表面改性与应用研究进展J. 无机盐工业,1999, 5(2):41-51.29 侯冬枝谢长生.纳米二氧化铁的表面修饰与应用的研究进展J. 材料导报,1999, 5(2):22-26. 21 Rong Y,Chen H Z,Li H Y,etal.Encapsulation of titanium dioxide particales by polysty -rene via radical polymerizationJ.Colloids and Surfaces,2005,253:193-197.22 Navio J A,Colon G,Macias M,et al.Iron dopedtitaniasemiconductor powders prepared b -y a sol-gelmethod PartI Synthesis and characterizationJ.Appl CatalA:General,1999,17 7(1):111. 23 Wu Zhishen,Zhou Jingfang.Structure Characterization and Tribological Behavior of Sur -face-Modification ZrO2 NanopaticlesJ.Chemical Research,2001,12(2):4-8.24 Nussbaumer R J,Caseri W,Tervoort T,etal.Synthesis and characterization of surface mo difiedrutile nanoparticles and transparen polymer compositer thereofJ.Journaf of Nano -particle Research,2002,4(4):319-323.25 Jesionowski T,Krysztafkiewicz A.Influence of saline coupling agents on surface proper -ties of precripitated silicaJ.Applied Surface Science,2001,172:18.26 Espiard P,Guyot A.Poly (ethyl acrylate) latexes encapsulating nanoparticles of