钛白粉的后处理阶段是在颗粒表面包裹一层氧化膜，用于提高钛白粉的应用性能，如遮盖力、分散性、光泽度等，常用的表面处理剂有硫酸锆、硫酸铝、硅酸钠等，即所谓的锆元素、铝元素、硅元素等。国内外对于不同元素对钛白粉性能的影响进行了较多的研究，如侯清麟[1]等研究了锆铝包膜对钛白粉的性能影响，发现锆铝产品在吸油量、遮盖力、白度等方面具有较好的优势；李俊峰[2]等研究了硅铝包膜在氯化法钛白粉中的影响，发现该种包膜可以提高钛白粉的白度、消色力和耐候性；姜志刚、李立新[3]研究了不同表面处理剂的包膜产品在丙烯酸涂料中的应用，发现采用有机处理剂的产品在分散性、稳定性和遮盖力方面等优势明显。虽然我国对不同包膜剂的研究较多，主要涉及锆、硅、铝等元素，但是对磷元素的研究较少，而且磷元素在钛白粉生产过程中也是常见的元素之
一，对钛白粉的性能会产生较大影响。
1 实验部分
1.1 实验原料
实验原料取自钛白粉后处理阶段，具体为砂磨后的浆料，浓度在400～500 g/L，pH值偏碱性，对该产品进行粒度分析后产品D50为0.5 μm左右，用600目筛网过滤掉大颗粒后待用。化学品为硫酸锆、硫酸铝、偏铝酸钠、六偏磷酸钠，均配制成100 g/L溶液，密封待用。
1.2 实验方法
本实验采用控制变量法，共进行4组，变化因素为磷(六偏磷酸钠)含量，即在包膜过程中采用相同的锆铝包膜方案，添加相同比例的硫酸锆、硫酸铝、偏铝酸钠，六偏磷酸钠的加量(质量分数)分别为0、0.1%、0.2%、0.3%，产品编号为1、2、3、4，包膜完毕后进行洗
涤打浆，测试产品黏度，然后进行相同的有机处理，烘干后气粉，测试产品的应用性能。
2 实验结果与分析
2.1 打浆黏度
包膜后产品的打浆黏度对应的是后处理的三洗打浆阶段，此阶段是将滤饼状态的钛白粉固体添加少量水后变成流动状态，此阶段中流动状态的浆料浓度越大越好，而且必须保持流动状态，这是由于浆料会通过专用泵送至干燥阶段，因此打浆阶段的理想状态是高浓度、低黏度。对上述4个样品进行相同浓度下的黏度测试，测试结果见图1。从图1中可以看出，随着产品磷含量的增加，洗涤打浆黏度也随着升高，磷对打浆黏度有一定的副作用。这极有可能是磷的添加改变了体系的Zeta电位，使等电点产生了偏移，从而加强了双电层的带电量，电荷之间的吸附力增强，体系黏度大幅度升高。
2.2 白度的变化
白度是钛白粉指标中比较重要的指标之一，它表示了钛白粉发白的程度，一般以氧化镁为标准，其他白色物质与其对比的数值为白度值。对于白色颜料，当然是白度越高越好，白度越低，给人的感觉是发黄发暗，应用性能极差。对上述4个样品进行白度是测试，结果见图2。


由图2可知，随着产品中磷含量的增加，产品的白度相应增加，这主要是磷具有一定的白色特性，其含量的增加会与钛白粉产生协同作用，导致白度增加，但是由于白度的增加量极少，肉眼分辨较为困难，只能通过白度仪器进行测量。
2.3 涂料体系测试
涂料是钛白粉应用的主要领域，目前中国涂料工业的钛白粉使用量在10万～30万t/a，是钛白粉的第三目标客户，在涂料中要求钛白粉具有良好的白度、光泽度和遮盖力，并且分散性不能较差。关于涂料的测试苯实验选用聚酯树脂体系，固含量(钛白粉)占有量为40%，通过测试相应的指标见表1。

由表1的数据可知，在光泽度方面，随着磷含量的增加，产品的光泽度先增加后下降，在0.2%时达到最大值。遮盖力方面，随着磷含量的增加呈现先减少后增加的趋势。尤其白度方面，磷含量的增加几乎对白度不产生影响。
2.4 乳胶漆体系测试
乳胶漆也是钛白粉应用的主要场合，每年消耗的钛白粉也在万吨级别，尤其是随着环保压力的增加，水性乳胶漆逐渐代替溶剂型涂料，应用量逐年增加，钛白粉在水性乳胶漆体系中相关的指标见表2。

由表2可知，在乳胶漆体系中，遮盖力随着磷含量的增加而增加，但是光泽度增加不明显，只能通过仪器测出，这是由于乳胶漆为低光体系，对光泽度反应不明显。
乳胶漆体系中还有一种有色体系(蓝浆)，用于测量两者的色差和消色力，当消色力越高时，达到同等的颜料指标所用的钛白粉就越少。色差是两种物质之间颜色的差异，即设定一标准样品，其他样品与之对比，计算方法是两者L、a、b值差值的平方和的算术平方根，计算公式见式(1)：

产品的色差(ΔE)越大，表明物质与标准样品的差异越大，以磷含量为0的样品为标样，随着磷含量的增加，色差逐渐增大，通常当色差大于0.1时，通过目视就能看出。而这3个样品的色差值都大于0.1，4号样品的色差达到0.56，效果极为明显，因此，磷的增加有助
于增加产品的消色力。
3 结语
通过上述实验，研究了磷含量对打浆黏度、白度、涂料体系和乳胶漆体系的影响，可得到如下结论：
(1)磷含量的增加可以增加洗涤打浆的黏度，对三洗打浆有一定的副作用；
(2)磷元素对白度有一定的提升作用，对产品性能有益；
(3)在涂料体系中，磷含量的增加对光泽度、遮盖力和涂料白度都有影响，可表现为随着磷含量的增加，光泽度先升再降，遮盖力逐渐升高，涂料白度无明显变化，根据实验，认为磷含量在0.2%时最佳。
(4)在乳胶漆体系中，由于是低光体系对光泽度不太明显，对遮盖力有明显的提升，在蓝浆体系中，磷的增加有助于消色力的升高。