白炭黑具有优良的物理化学性能,在橡胶、塑料工业领域用途广泛。将白炭黑与TiO2颗粒复合,可发挥白炭黑颗粒的协同效应,从而实现对TiO2的节代。本论文采用机械力化学法,通过白炭黑颗粒解聚分散、TiO2分散和二者湿法研磨方式复合等工序制备了白炭黑/TiO2复合粉体,对制备过程影响因素进行了考察和优化,对所制备产物的颜料性能、紫外线作用行为和复合颗粒结构进行了表征,对白炭黑与TiO2颗粒间的复合作用机理进行了分析研究。(1)研究了白炭黑与二氧化钛在水介质中的解聚和分散。表明添加分散剂及超细研磨为最佳分散方式,对白炭黑分散的各因素影响顺序为:研磨时间>球料比>浆体浓度>分散剂用量。优化条件下实现了白炭黑与二氧化钛的分散,其中白炭黑粒度从25.5μm降至10.97μm;TiO2中位径从0.52μm降至0.30μm,粗端粒径D90从3.21μm降至0.54μm;(2)研究了实验室条件下机械力化学法制备白炭黑/TiO2复合粉体技术及表征。最优条件下制得白炭黑分别与锐钛矿型TiO2、与包膜和未包膜金红石型TiO2复合粉体(TiO2含量50%)遮盖力分别达到与其复合的纯TiO2的74.82%、85.43%和86.29%。白炭黑/TiO2复合粉体已具有和钛白粉相似的颜料性能;(3)进行了中试试验制备白炭黑/TiO2复合粉体的研究。以连续化和放大规模方式,通过中试试验制备了白炭黑与未包膜金红石型TiO2复合粉体,TiO2含量50%和67%产物遮盖力分别达到钛白粉的71.70%和126.79%,其颜料性能优于实验室产物。将其添加制备建筑涂料,涂料对比率与添加金红石型钛白粉相近,大大优于添加锐钛矿钛白粉;(4)对白炭黑/金红石型TiO2复合粉体的紫外线作用行为进行了研究。该复合粉体对200-400nm紫外线存在强烈的吸收,吸收行为与金红石型TiO2相似,推断应具有较强的屏蔽紫外线性能;(5)对白炭黑/TiO2复合粉体的结构与复合作用机理进行了研究。复合颗粒主要由白炭黑颗粒团聚体表面较均匀包覆TiO2颗粒所形成,同时白炭黑与TiO2颗粒间还形成互相穿插。在白炭黑/TiO2复合颗粒上,TiO2与SiO2通过羟基缩合形成了 Ti-O-Si键,由此实现了二者的牢固结合。