物理特性
1)相對密度
在常用的白色顏料中,二氧化鈦的相對密度小,同等質(zhì)量的白色顏料中,二氧化鈦的表面積大,顏料體
積高。
2)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)
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(diǎn)和沸點(diǎn)實際上是不存在的。只有金紅石
型二氧化鈦有熔點(diǎn)和沸點(diǎn),金紅石型二氧化鈦的熔點(diǎn)為1850℃、空氣中的熔點(diǎn)為(1830±15)℃、富氧中的熔
點(diǎn)為1879℃,熔點(diǎn)與二氧化鈦的純度有關(guān)。金紅石型二氧化鈦的沸點(diǎn)為為(3200±300)℃,在此高溫下二氧化
鈦稍有揮發(fā)性。
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。
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。
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。
6)吸濕性
二氧化鈦雖有親水性,但其吸濕性不太強(qiáng),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)。
7)熱穩(wěn)定性
二氧化鈦屬于熱穩(wěn)定性好的物質(zhì)。
8) 粒度
鈦白粉粒度分布是一個綜合性的指標(biāo),它嚴(yán)重影響鈦白粉顏料性能和產(chǎn)品應(yīng)用性能,因此,對于遮蓋力和分
散性的討論可直接從粒度分布上進(jìn)行分析。
影響鈦白粉粒度分布的因素較為復(fù)雜,是水解原始粒徑的大小,通過控制和調(diào)節(jié)水解工藝條件,使原始
粒徑在一定范圍內(nèi)。其次是煅燒溫度,偏鈦酸在煅燒的過程中,粒子經(jīng)歷一個晶型轉(zhuǎn)化期和成長期,控制適
宜的溫度,使成長粒子在一定范圍內(nèi)。后就是產(chǎn)品的粉碎,通常對雷蒙磨的改造和分析器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),控
制粉碎質(zhì)量,同時可以采用其它粉碎設(shè)備,例如:磨、氣流粉碎機(jī)和錘磨裝置。
識別方法
物理方法:
1.
簡單的方法是比較手感,假鈦白粉較滑,真鈦白粉較澀。
2.
水沖,手上沾點(diǎn)鈦白粉,假的容易沖掉,真的不容易沖掉。
3.
取一杯清水,丟鈦白粉進(jìn)去,浮上來的為真,沉淀下去的為假(如果是活化改性的產(chǎn)品就不靈)。
化學(xué)方法:
1.
摻了輕鈣或重鈣:加入稀硫酸或鹽酸,有氣泡可以使澄清石灰水變渾濁,因為碳酸鈣會與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化
碳。
2.
摻了立德粉:加入稀硫酸或鹽酸,有臭雞蛋氣味。
3.
做成乳膠漆,加鐵紅,顏色深,說明遮蓋力差的為假或質(zhì)量很差的鈦白粉。
另外還有兩個比較好的方法:
1.
利用同樣的PP+30%GF+5%PP-G-MAH+0.5%鈦白粉,強(qiáng)度越低,鈦白粉(金紅石)越真。
2.
選擇一個透明樹脂,比如透明ABS+0.5%的鈦白粉,測量透光率,透光率越低,鈦白粉越真。
生產(chǎn)工藝
鈦白粉制造方法有兩種:硫酸法(Sulphate Process)和氯化法(Chloride Process)。其中56%為氯化法產(chǎn)
品,這種產(chǎn)品的70%以上又產(chǎn)自美國杜邦等鈦白粉大廠,其他國家包括中國的鈦白粉工廠仍以硫酸法為主。
1]硫酸法
將鈦鐵粉與濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸氧鈦,經(jīng)水解生成偏鈦酸,再經(jīng)煅燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品。此
法可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的優(yōu)點(diǎn)是能以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料,技術(shù)較成熟,設(shè)
備簡單,防腐蝕材料易解決。其缺點(diǎn)是流程長,只能以間歇操作為主,濕法操作,硫酸、水消耗高,廢物及
副產(chǎn)物多,對環(huán)境污染大。
2]氯化法
氯化法是用含鈦的原料,以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應(yīng)生成四氯化鈦,經(jīng)精餾
提純,然后再進(jìn)行氣相氧化;在速冷后,經(jīng)過氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯,需進(jìn)行加熱或
蒸氣處理將其移走。該工藝簡單,但在1000℃或更高條件氯化,有許多化學(xué)工程問題如氯、氯氧化物、四氯
化鈦的高腐蝕需要解決,再加上所用的原料特殊,較之硫酸法成本高。氯化法生產(chǎn)為連續(xù)生產(chǎn),生產(chǎn)裝置操
作的彈性不大,開停車及生產(chǎn)負(fù)荷不易調(diào)整,但其連續(xù)工藝生產(chǎn),過程簡單,工藝控制點(diǎn)少,產(chǎn)品質(zhì)量易于
達(dá)到優(yōu)的控制。再加上沒有轉(zhuǎn)窯煅燒工藝形成的燒結(jié),其TiO2原級粒子易于解聚,所以在表觀上人們習(xí)慣
認(rèn)為氯化法鈦白粉產(chǎn)品的質(zhì)量更。氯化法優(yōu)點(diǎn)是流程短,生產(chǎn)能力易擴(kuò)大,連續(xù)自動化程度高,能耗相
對低,“三廢”少,能得到產(chǎn)品。其缺點(diǎn)是投資大,設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對材料要求高,要耐高溫、耐腐蝕
,裝置難以維修,研究開發(fā)難度大。