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鈦白粉是什么 鈦白粉用途 鈦白粉是做什么用的
* 來源: * 作者: * 發(fā)表時間: 2013-03-14 08:54:37
一、 鈦白粉的基礎(chǔ)介紹
1、鈦白粉是二氧化鈦( Titamium Dioxide)的商品名稱，俗稱鈦白。它有金紅石型(Rutile R型)和銳鈦型(Auatase A型)二種結(jié)構(gòu)，金紅石晶體結(jié)構(gòu)致密，比較穩(wěn)定，光學(xué)活性小，因而耐候性好，同時有較高的遮蓋力，消色力，因而有更好的應(yīng)用性能，獲得更為廣泛的應(yīng)用。
鈦白粉物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，同時具有優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)性能及顏料應(yīng)用性能，因此，具有廣泛的使用價值。涂料、化纖、造紙、塑料、油墨、搪瓷、電焊條、冶金、電子工業(yè)、日用品工業(yè)等都要使用鈦白粉做原料。
2、鈦白粉的分類
按生產(chǎn)工藝路線分為硫酸法鈦白粉、氯化法鈦白粉;
按結(jié)晶形態(tài)分為銳鈦型和金紅石型二大類;
按使用對象分為顏料鈦白粉和特殊專用鈦白粉等等
2.1、涂料：色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強，用量省，品種多，對介質(zhì)的物理穩(wěn)定性可起到保護作用，并能增強漆膜的機械強度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長漆膜壽命。
2.2、塑料：加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強制品的機械強度，延長使用壽命。
2.3、造紙：使紙張具有較好的白度，光澤好，強度高，薄而光滑，印刷時不穿透，質(zhì)量輕。造紙用鈦白粉一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦型鈦白粉，可以起到熒光增白劑的作用，增加紙張的白度。
2.4、油墨：含有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤濕性好，易于分散。油墨行業(yè)所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型.
2.5、橡膠：既作為著色劑，又具有補強、防老化、填充作用。在白色和彩色橡膠制品中加入鈦白粉，在日光照射下，耐日曬，不開裂、不變色，且伸展率大及耐酸堿。橡膠用鈦白粉，主要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運動器材等，一般以銳鈦型為主。但用于汽車輪胎生產(chǎn)時，常加入一定量的金紅石型產(chǎn)品，以增強其抗臭氧和抗紫外線能力。
2.6、化妝品：由于鈦白粉無毒，遠比鉛白優(yōu)越，所以各種香粉幾乎都用鈦白粉來代替鉛白和鋅白。香粉中只須加入5-8%的鈦白粉就可以得到永久白色，使香料更滑膩，有附著力、吸收力和遮蓋力。在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺。其他各種香料、防曬霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用鈦白粉。
2.7、紡織和化學(xué)纖維：化纖用鈦白粉主要作為消光劑。因銳鈦型比金紅石型軟，因此一般使用銳鈦型�；w用鈦白粉一般不需表面處理，但某些特殊品種為了降低二氧化鈦的光化學(xué)作用，避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進行表面處理。
據(jù)統(tǒng)計，2006年全球二氧化鈦需求達460萬噸，其中涂料行業(yè)占58%、塑料行業(yè)占23%、造紙10%、其他9%。鈦白粉既可用鈦鐵礦、金紅石制取，也可用鈦渣制取。
3、鈦白粉的物理性質(zhì)
3.1、相對密度
在常用的白色顏料中，二氧化鈦的相對密度最小，同等質(zhì)量的白色顏料中，二氧化鈦的表面積最大，顏料體積最高。
3.2、熔點和沸點
由于銳鈦型在高溫下會轉(zhuǎn)變成金紅石型，因此銳鈦型二氧化鈦的熔點和沸點實際上是不存在的。只有金紅石型二氧化鈦有熔點和沸點，金紅石型二氧化鈦的熔點為1850℃、空氣中的熔點為(1830±15)℃、富氧中的熔點為1879℃，熔點與二氧化鈦的純度有關(guān)。金紅石型二氧化鈦的沸點為為(3200±300)℃，在此高溫下二氧化鈦稍有揮發(fā)性。
3.3、介電常數(shù)
由于二氧化鈦的介電常數(shù)較高，因此具有優(yōu)良的電學(xué)性能。在測定二氧化鈦的某些物理性質(zhì)時，要考慮二氧化鈦晶體的結(jié)晶方向。銳鈦型二氧化鈦的介電常數(shù)比較低，只有48。
3.4、電導(dǎo)率
二氧化鈦具有半導(dǎo)體的性能，它的電導(dǎo)率隨溫度的上升而迅速增加，而且對缺氧也非常敏感。金紅石型二氧化鈦的介電常數(shù)和半導(dǎo)體性質(zhì)對電子工業(yè)非常重要，可利用該性質(zhì)生產(chǎn)陶瓷電容器等電子元器件。
3.5、硬度
按莫氏硬度十分制標(biāo)度，金紅石型二氧化鈦為6～6.5，銳鈦型二氧化鈦為5.5～6.0，因此在化纖消光中為避免磨損噴絲孔而采用銳鈦型。
3.6、吸濕性
二氧化鈦雖有親水性，但其吸濕性不太強，金紅石型較銳鈦型為小。二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有一定關(guān)系，表面積大，吸濕性高，還與表面處理與性質(zhì)有關(guān)。
3.7、熱穩(wěn)定性
二氧化鈦屬于熱穩(wěn)定性好的物質(zhì)。
3.8、顏色
鈦白粉的顏色，在鈦白企業(yè)通常用油相白度或者干粉白度來表示。白度是鈦白粉很重要的顏料性能指標(biāo)，在各行各業(yè)都特別注重白度這一指標(biāo)，當(dāng)鈦白粉白度較差或者色差大時，在涂料生產(chǎn)中，涂料的顏色和光澤下降，嚴(yán)重時發(fā)灰、發(fā)暗，大大影響涂料的應(yīng)用性能。對于銳鈦型和金紅石型鈦白粉顏色上沒有較大的差異，當(dāng)生產(chǎn)各工藝控制嚴(yán)格和有一定質(zhì)量體系保證的情況下，銳鈦型鈦白粉的顏色可以和金紅石型相媲美。
3.9、細度和分散性
鈦白粉的細度在鈦白企業(yè)通常用325目篩余物來控制，當(dāng)細度超標(biāo)時，涂料涂膜在涂飾物體表面明顯有粗顆粒或者影響了鈦白粉的分散性。
鈦白粉是一種品質(zhì)優(yōu)越的白色顏料，它不溶于水，也不溶于油，能夠均勻地分散在這些介質(zhì)中，因此，鈦白粉具有水分散性和油分散性的兩種分散特性。水性涂料中，在涂料其它組分正常的情況下，要求鈦白粉的水分散性良好，且在體系中達到分散穩(wěn)定化。對于水分散性差的鈦白粉，在高速剪切力的作用下，分散后，很易團聚而導(dǎo)致返粗現(xiàn)象，這樣在涂料的運輸過程中，出現(xiàn)分層，使用時帶來很大的不便。對于溶劑型涂料，當(dāng)鈦白粉油分散性較差時，鈦白粉在油性溶劑中不能完全的分散，也會導(dǎo)致顆粒團聚，生產(chǎn)溶劑型涂料時，要求的分散設(shè)備嚴(yán)格，能耗高。
鈦白粉分散性較差，則涂膜表面粗糙，反射光線凌亂，大大影響涂料涂膜光澤。另一方面，這種粗糙的涂膜很容易積存帶有腐蝕介質(zhì)的水和塵埃，不僅影響涂膜的外觀，同時也嚴(yán)重降低涂膜的耐久性。分散性好的鈦白粉，能夠均勻地分散在溶劑中，涂膜表面光滑如鏡，使得大部分光線被反射，受紫外線的破壞大大減少。因此，銳鈦型鈦白粉一般沒有進行包膜處理，它的吸油量較高，導(dǎo)致油分散性差，使得在涂料行業(yè)應(yīng)用中受到一定的限制。
3.10、遮蓋力
鈦白粉遮蓋力，就是當(dāng)涂料施工后，由于鈦白粉的作用，能夠?qū)⒈煌课锩嬲谏w住時的最少用量。遮蓋力好壞，又決定于顏料的折光率與油料折光率之差，其差數(shù)越大，遮蓋力越好。當(dāng)涂料配方確定以后，其組成物質(zhì)的折光率是一定的，因此，影響涂料遮蓋力的主要物質(zhì)就是顏料，鈦白粉遮蓋力主要由其粒度和粒度分布來決定。銳鈦型鈦白粉遮蓋率明顯低于金紅石型，要提高遮蓋率就必須增大鈦白粉在涂料中的用量，一方面會增加涂料生產(chǎn)成本，另一方面會嚴(yán)重影響涂料的流變性，因此，提高銳鈦型鈦白粉遮蓋率能夠提高其在本行業(yè)的市場份額和競爭力。
粒度分布
3.11、粒度分布
鈦白粉的粒度分布是很重要的一個綜合性指標(biāo)，它不僅影響鈦白粉本身的顏色、著色力、分散性和遮蓋力，而且影響鈦白粉在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用性能。因此，對于鈦白粉分散性、遮蓋力以及其它耐侯性等等應(yīng)用性能的問題，可以從粒度分布上進行分析和改進。在涂料組成中，對單一鈦白粉的粒度分布情況而言，它能夠影響涂膜遮蓋力和機械強度，原因在于鈦白粉的粒徑一般在0.2~0.4um，很小，有比較大的表面積，可以吸附成膜聚合物而使顆粒成為準(zhǔn)交聯(lián)點，增大涂膜的機械性能。
其它
3.12耐候性及防水性
鈦白粉的耐侯性以及防水性，是鈦白粉很重要的應(yīng)用性能指標(biāo)，近兩年各個鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)逐漸受到關(guān)注。對于銳鈦型鈦白粉由于受生產(chǎn)工藝和原理的限制，本身雜質(zhì)和可溶性物質(zhì)含量較高，且不進行包膜處理，因此，這方面因素使它在卷材涂料應(yīng)用中受到很大的限制。
4、化學(xué)性質(zhì)
二氧化鈦的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，是一種偏酸性的兩性氧化物。常溫下幾乎不與其他元素和化合物反應(yīng)，對氧、氨、氮、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及無機酸、堿，只溶于氫氟酸。但在光作用下，鈦白粉可發(fā)生連續(xù)的氧化還原反應(yīng)，具有光化學(xué)活性。這一種光化學(xué)活性，在紫外線照射下銳鈦型鈦白粉尤為明顯，這一性質(zhì)使鈦白粉即使某些無機化合物的光敏氧化催化劑，又是某些有機化合物光敏還原催化劑。
二氧化鈦(或稱鈦白粉)廣泛用于各類結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層和填料、塑料及彈性體，其它用途還包括陶瓷、玻璃、催化劑、涂布織物、印刷油墨、屋頂鋪粒和焊劑。
1、鈦白粉是二氧化鈦( Titamium Dioxide)的商品名稱，俗稱鈦白。它有金紅石型(Rutile R型)和銳鈦型(Auatase A型)二種結(jié)構(gòu)，金紅石晶體結(jié)構(gòu)致密，比較穩(wěn)定，光學(xué)活性小，因而耐候性好，同時有較高的遮蓋力，消色力，因而有更好的應(yīng)用性能，獲得更為廣泛的應(yīng)用。
鈦白粉物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，同時具有優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)性能及顏料應(yīng)用性能，因此，具有廣泛的使用價值。涂料、化纖、造紙、塑料、油墨、搪瓷、電焊條、冶金、電子工業(yè)、日用品工業(yè)等都要使用鈦白粉做原料。
2、鈦白粉的分類
按生產(chǎn)工藝路線分為硫酸法鈦白粉、氯化法鈦白粉;
按結(jié)晶形態(tài)分為銳鈦型和金紅石型二大類;
按使用對象分為顏料鈦白粉和特殊專用鈦白粉等等
2.1、涂料：色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強，用量省，品種多，對介質(zhì)的物理穩(wěn)定性可起到保護作用，并能增強漆膜的機械強度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長漆膜壽命。
2.2、塑料：加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強制品的機械強度，延長使用壽命。
2.3、造紙：使紙張具有較好的白度，光澤好，強度高，薄而光滑，印刷時不穿透，質(zhì)量輕。造紙用鈦白粉一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦型鈦白粉，可以起到熒光增白劑的作用，增加紙張的白度。
2.4、油墨：含有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤濕性好，易于分散。油墨行業(yè)所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型.
2.5、橡膠：既作為著色劑，又具有補強、防老化、填充作用。在白色和彩色橡膠制品中加入鈦白粉，在日光照射下，耐日曬，不開裂、不變色，且伸展率大及耐酸堿。橡膠用鈦白粉，主要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運動器材等，一般以銳鈦型為主。但用于汽車輪胎生產(chǎn)時，常加入一定量的金紅石型產(chǎn)品，以增強其抗臭氧和抗紫外線能力。
2.6、化妝品：由于鈦白粉無毒，遠比鉛白優(yōu)越，所以各種香粉幾乎都用鈦白粉來代替鉛白和鋅白。香粉中只須加入5-8%的鈦白粉就可以得到永久白色，使香料更滑膩，有附著力、吸收力和遮蓋力。在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺。其他各種香料、防曬霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用鈦白粉。
2.7、紡織和化學(xué)纖維：化纖用鈦白粉主要作為消光劑。因銳鈦型比金紅石型軟，因此一般使用銳鈦型�；w用鈦白粉一般不需表面處理，但某些特殊品種為了降低二氧化鈦的光化學(xué)作用，避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進行表面處理。
據(jù)統(tǒng)計，2006年全球二氧化鈦需求達460萬噸，其中涂料行業(yè)占58%、塑料行業(yè)占23%、造紙10%、其他9%。鈦白粉既可用鈦鐵礦、金紅石制取，也可用鈦渣制取。
3、鈦白粉的物理性質(zhì)
3.1、相對密度
在常用的白色顏料中，二氧化鈦的相對密度最小，同等質(zhì)量的白色顏料中，二氧化鈦的表面積最大，顏料體積最高。
3.2、熔點和沸點
由于銳鈦型在高溫下會轉(zhuǎn)變成金紅石型，因此銳鈦型二氧化鈦的熔點和沸點實際上是不存在的。只有金紅石型二氧化鈦有熔點和沸點，金紅石型二氧化鈦的熔點為1850℃、空氣中的熔點為(1830±15)℃、富氧中的熔點為1879℃，熔點與二氧化鈦的純度有關(guān)。金紅石型二氧化鈦的沸點為為(3200±300)℃，在此高溫下二氧化鈦稍有揮發(fā)性。
3.3、介電常數(shù)
由于二氧化鈦的介電常數(shù)較高，因此具有優(yōu)良的電學(xué)性能。在測定二氧化鈦的某些物理性質(zhì)時，要考慮二氧化鈦晶體的結(jié)晶方向。銳鈦型二氧化鈦的介電常數(shù)比較低，只有48。
3.4、電導(dǎo)率
二氧化鈦具有半導(dǎo)體的性能，它的電導(dǎo)率隨溫度的上升而迅速增加，而且對缺氧也非常敏感。金紅石型二氧化鈦的介電常數(shù)和半導(dǎo)體性質(zhì)對電子工業(yè)非常重要，可利用該性質(zhì)生產(chǎn)陶瓷電容器等電子元器件。
3.5、硬度
按莫氏硬度十分制標(biāo)度，金紅石型二氧化鈦為6～6.5，銳鈦型二氧化鈦為5.5～6.0，因此在化纖消光中為避免磨損噴絲孔而采用銳鈦型。
3.6、吸濕性
二氧化鈦雖有親水性，但其吸濕性不太強，金紅石型較銳鈦型為小。二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有一定關(guān)系，表面積大，吸濕性高，還與表面處理與性質(zhì)有關(guān)。
3.7、熱穩(wěn)定性
二氧化鈦屬于熱穩(wěn)定性好的物質(zhì)。
3.8、顏色
鈦白粉的顏色，在鈦白企業(yè)通常用油相白度或者干粉白度來表示。白度是鈦白粉很重要的顏料性能指標(biāo)，在各行各業(yè)都特別注重白度這一指標(biāo)，當(dāng)鈦白粉白度較差或者色差大時，在涂料生產(chǎn)中，涂料的顏色和光澤下降，嚴(yán)重時發(fā)灰、發(fā)暗，大大影響涂料的應(yīng)用性能。對于銳鈦型和金紅石型鈦白粉顏色上沒有較大的差異，當(dāng)生產(chǎn)各工藝控制嚴(yán)格和有一定質(zhì)量體系保證的情況下，銳鈦型鈦白粉的顏色可以和金紅石型相媲美。
3.9、細度和分散性
鈦白粉的細度在鈦白企業(yè)通常用325目篩余物來控制，當(dāng)細度超標(biāo)時，涂料涂膜在涂飾物體表面明顯有粗顆粒或者影響了鈦白粉的分散性。
鈦白粉是一種品質(zhì)優(yōu)越的白色顏料，它不溶于水，也不溶于油，能夠均勻地分散在這些介質(zhì)中，因此，鈦白粉具有水分散性和油分散性的兩種分散特性。水性涂料中，在涂料其它組分正常的情況下，要求鈦白粉的水分散性良好，且在體系中達到分散穩(wěn)定化。對于水分散性差的鈦白粉，在高速剪切力的作用下，分散后，很易團聚而導(dǎo)致返粗現(xiàn)象，這樣在涂料的運輸過程中，出現(xiàn)分層，使用時帶來很大的不便。對于溶劑型涂料，當(dāng)鈦白粉油分散性較差時，鈦白粉在油性溶劑中不能完全的分散，也會導(dǎo)致顆粒團聚，生產(chǎn)溶劑型涂料時，要求的分散設(shè)備嚴(yán)格，能耗高。
鈦白粉分散性較差，則涂膜表面粗糙，反射光線凌亂，大大影響涂料涂膜光澤。另一方面，這種粗糙的涂膜很容易積存帶有腐蝕介質(zhì)的水和塵埃，不僅影響涂膜的外觀，同時也嚴(yán)重降低涂膜的耐久性。分散性好的鈦白粉，能夠均勻地分散在溶劑中，涂膜表面光滑如鏡，使得大部分光線被反射，受紫外線的破壞大大減少。因此，銳鈦型鈦白粉一般沒有進行包膜處理，它的吸油量較高，導(dǎo)致油分散性差，使得在涂料行業(yè)應(yīng)用中受到一定的限制。
3.10、遮蓋力
鈦白粉遮蓋力，就是當(dāng)涂料施工后，由于鈦白粉的作用，能夠?qū)⒈煌课锩嬲谏w住時的最少用量。遮蓋力好壞，又決定于顏料的折光率與油料折光率之差，其差數(shù)越大，遮蓋力越好。當(dāng)涂料配方確定以后，其組成物質(zhì)的折光率是一定的，因此，影響涂料遮蓋力的主要物質(zhì)就是顏料，鈦白粉遮蓋力主要由其粒度和粒度分布來決定。銳鈦型鈦白粉遮蓋率明顯低于金紅石型，要提高遮蓋率就必須增大鈦白粉在涂料中的用量，一方面會增加涂料生產(chǎn)成本，另一方面會嚴(yán)重影響涂料的流變性，因此，提高銳鈦型鈦白粉遮蓋率能夠提高其在本行業(yè)的市場份額和競爭力。
粒度分布
3.11、粒度分布
鈦白粉的粒度分布是很重要的一個綜合性指標(biāo)，它不僅影響鈦白粉本身的顏色、著色力、分散性和遮蓋力，而且影響鈦白粉在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用性能。因此，對于鈦白粉分散性、遮蓋力以及其它耐侯性等等應(yīng)用性能的問題，可以從粒度分布上進行分析和改進。在涂料組成中，對單一鈦白粉的粒度分布情況而言，它能夠影響涂膜遮蓋力和機械強度，原因在于鈦白粉的粒徑一般在0.2~0.4um，很小，有比較大的表面積，可以吸附成膜聚合物而使顆粒成為準(zhǔn)交聯(lián)點，增大涂膜的機械性能。
其它
3.12耐候性及防水性
鈦白粉的耐侯性以及防水性，是鈦白粉很重要的應(yīng)用性能指標(biāo)，近兩年各個鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)逐漸受到關(guān)注。對于銳鈦型鈦白粉由于受生產(chǎn)工藝和原理的限制，本身雜質(zhì)和可溶性物質(zhì)含量較高，且不進行包膜處理，因此，這方面因素使它在卷材涂料應(yīng)用中受到很大的限制。
4、化學(xué)性質(zhì)
二氧化鈦的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，是一種偏酸性的兩性氧化物。常溫下幾乎不與其他元素和化合物反應(yīng)，對氧、氨、氮、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及無機酸、堿，只溶于氫氟酸。但在光作用下，鈦白粉可發(fā)生連續(xù)的氧化還原反應(yīng)，具有光化學(xué)活性。這一種光化學(xué)活性，在紫外線照射下銳鈦型鈦白粉尤為明顯，這一性質(zhì)使鈦白粉即使某些無機化合物的光敏氧化催化劑，又是某些有機化合物光敏還原催化劑。
二氧化鈦(或稱鈦白粉)廣泛用于各類結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層和填料、塑料及彈性體，其它用途還包括陶瓷、玻璃、催化劑、涂布織物、印刷油墨、屋頂鋪粒和焊劑。
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