2015.03.05
1. 钛白粉介绍
钛白粉是二氧化钛( Titamium Dioxide)的商品名称,俗称钛白。它有金红石型(Rutile R型)和锐钛型(Auatase A型)二种结构,金红石晶体结构致密,比较稳定,光学活性小,因而耐候性好,同时有较高的遮盖力,消色力,因而有更好的应用性能,获得更为广泛的应用。
钛白粉物理化学性质稳定,同时具有优良的光学、电学性能及颜料应用性能,因此,具有广泛的使用价值。涂料、化纤、造纸、塑料、油墨、搪瓷、电焊条、冶金、电子工业、日用品工业等都要使用钛白粉做原料。
2、钛白粉的分类
按生产工艺路线分为硫酸法钛白粉、氯化法钛白粉按结晶形态分为锐钛型和金红石型二大类按使用对象分为颜料钛白粉和特殊专用钛白粉等等。
2.1、涂料:色彩鲜艳,遮盖力高,着色力强,用量省,品种多,对介质的物理稳定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透过,延长漆膜寿命。
2.2、塑料:加入钛白粉,可以提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性,使塑料制品的物理化学性能得到改善,增强制品的机械强度,延长使用寿命。
2.3、造纸:使纸张具有较好的白度,光泽好,强度高,薄而光滑,印刷时不穿透,质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉,可以起到荧光增白剂的作用,增加纸张的白度。
2.4、油墨:含有钛白粉的油墨耐久不变色,表面润湿性好,易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型
.
2.5、橡胶:既作为着色剂,又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉,在日光照射下,耐日晒,不开裂、不变色,且伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉,主要用于汽车轮胎以及
胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产时,常加入一定量的金红石型产品,以增强其抗臭氧和抗紫外线能力。
2.6、化妆品:由于钛白粉无毒,远比铅白优越,所以各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5-8%的钛白粉就可以得到永久白色,使香料更滑腻,有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和
冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用钛白粉。
2.7、纺织和化学纤维:化纤用钛白粉主要作为消光剂。因锐钛型比金红石型软,因此一般使用锐钛型。化纤用钛白粉一般不需表面处理,但某些特殊品种为了降低二氧化钛的光化学作用,避免纤维在二氧化钛
光催化的作用下降解,需进行表面处理。
3、钛白粉的物理性质
3.1、相对密度
在常用的白色颜料中,二氧化钛的相对密度最小,同等质量的白色颜料中,二氧化钛的表面积最大,颜料体积最高。
3.2、熔点和沸点
由于锐钛型在高温下会转变成金红石型,因此锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点,金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃,熔点与二
氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃,在此高温下二氧化钛稍有挥发性。
3.3、介电常数
由于二氧化钛的介电常数较高,因此具有优良的电学性能。在测定二氧化钛的某些物理性质时,要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低,只有48。
3.4、电导率
二氧化钛具有半导体的性能,它的电导率随温度的上升而迅速增加,而且对缺氧也非常敏感。金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要,可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件。
3.5、硬度
按莫氏硬度十分制标度,金红石型二氧化钛为6~6.5,锐钛型二氧化钛为5.5-6.0,因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型。
3.6、吸湿性
二氧化钛虽有亲水性,但其吸湿性不太强,金红石型较锐钛型为小。二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系,表面积大,吸湿性高,还与表面处理与性质有关。
3.7、热稳定性
二氧化钛属于热稳定性好的物质。
3.8、颜色
钛白粉的颜色,在钛白企业通常用油相白度或者干粉白度来表示。白度是钛白粉很重要的颜料性能指标,在各行各业都特别注重白度这一指标,当钛白粉白度较差或者色差大时,在涂料生产中,涂料的颜色
和光泽下降,严重时发灰、发暗,大大影响涂料的应用性能。对于锐钛型和金红石型钛白粉颜色上没有较大的差异,当生产各工艺控制严格和有一定质量体系保证的情况下,锐钛型钛白粉的颜色可以和金红石型
相媲美。
3.9、细度和分散性
钛白粉的细度在钛白企业通常用325目筛余物来控制,当细度超标时,涂料涂膜在涂饰物体表面明显有粗颗粒或者影响了钛白粉的分散性。钛白粉是一种品质优越的白色颜料,它不溶于水,也不溶于油,能够均匀地分散在这些介质中,因
此,钛白粉具有水分散性和油分散性的两种分散特性。水性涂料中,在涂料其它组分正常的情况下,要求钛白粉的水分散性良好,且在体系中达到分散稳定化。对于水分散性差的钛白粉,在高速剪切力的作用下,分散后,很易团聚而导致返
粗现象,这样在涂料的运输过程中,出现分层,使用时带来很大的不便。对于溶剂型涂料,当钛白粉油分散性较差时,钛白粉在油性溶剂中不能完全的分散,也会导致颗粒团聚,生产溶剂型涂料时,要求的分散设备严格,能耗高。
钛白粉分散性较差,则涂膜表面粗糙,反射光线凌乱,大大影响涂料涂膜光泽。另一方面,这种粗糙的涂膜很容易积存带有腐蚀介质的水和尘埃,不仅影响涂膜的外观,同时也严重降低涂膜的耐久性。分散性好的钛白粉,能够均匀地分散在
溶剂中,涂膜表面光滑如镜,使得大部分光线被反射,受紫外线的破坏大大减少。因此,锐钛型钛白粉一般没有进行包膜处理,它的吸油量较高,导致油分散性差,使得在涂料行业应用中受到一定的限制。
3.10、遮盖力
钛白粉遮盖力,就是当涂料施工后,由于钛白粉的作用,能够将被涂物面遮盖住时的最少用量。遮盖力好坏,又决定于颜料的折光率与油料折光率之差,其差数越大,遮盖力越好。当涂料配方确定以后,其组成物质的折光率是一定的,因
此,影响涂料遮盖力的主要物质就是颜料,钛白粉遮盖力主要由其粒度和粒度分布来决定。锐钛型钛白粉遮盖率明显低于金红石型,要提高遮盖率就必须增大钛白粉在涂料中的用量,一方面会增加涂料生产成本,另一方面会严重影响涂料的
流变性,因此,提高锐钛型钛白粉遮盖率能够提高其在本行业的市场份额和竞争力。
粒度分布
3.11、粒度分布
钛白粉的粒度分布是很重要的一个综合性指标,它不仅影响钛白粉本身的颜色、着色力、分散性和遮盖力,而且影响钛白粉在各个领域中的应用性能。因此,对于钛白粉分散性、遮盖力以及其它耐侯性等等应用性能的问题,可以从粒度分布
上进行分析和改进。在涂料组成中,对单一钛白粉的粒度分布情况而言,它能够影响涂膜遮盖力和机械强度,原因在于钛白粉的粒径一般在0.2~0.4um,很小,有比较大的表面积,可以吸附成膜聚合物而使颗粒成为准交联点,增大涂膜的机
械性能。
其它
3.12耐候性及防水性
钛白粉的耐侯性以及防水性,是钛白粉很重要的应用性能指标,近两年各个钛白粉生产企业逐渐受到关注。对于锐钛型钛白粉由于受生产工艺和原理的限制,本身杂质和可溶性物质含量较高,且不进行包膜处理,因此,这方面因素使它在卷材涂料应用中受到很大的限制。
4、化学性质
二氧化钛的化学性质极为稳定,是一种偏酸性的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化合物反应,对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用,不溶于水、脂肪,也不溶于稀酸及无机酸、碱,
只溶于氢氟酸。但在光作用下,钛白粉可发生连续的氧化还原反应,具有光化学活性。这一种光化学活性,在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显,这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂,又是
某些有机化合物光敏还原催化剂。
二氧化钛(或称钛白粉)的用途
广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂层和填料、塑料及弹性体,其它用途还包括陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、屋顶铺粒和焊剂。