鈦白粉的分類
按生產(chǎn)工藝路線分為:硫酸法鈦白粉和氯化法鈦白粉
硫酸法是使用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸反應(yīng)進(jìn)行酸解反應(yīng),得到硫酸氧鈦溶液,經(jīng)水解得到偏鈦酸沉淀;再進(jìn)入轉(zhuǎn)窯煅燒產(chǎn)出二氧化鈦。硫酸法既可以生產(chǎn)銳鈦型二氧化鈦,也可以生產(chǎn)金紅石型二氧化鈦。
氯化法是使用含鈦的原料,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,然后在進(jìn)行氣相氧化;在速冷后,進(jìn)過氣固分離得到二氧化鈦。
按結(jié)晶形態(tài)分為:銳鈦型(Anatase)和金紅石型(Rutile)
銳鈦型二氧化鈦百度好,但著色力僅為金紅石型的70,在耐候性方面:加入銳鈦型二氧化鈦試片僅僅經(jīng)過一年以后即開始龜裂或者碎片狀剝落,而加入金紅石型二氧化鈦的試片,經(jīng)過十年以后其外觀只有很小變化。由于金紅石型二氧化鈦著色力及耐候性較佳,塑料著色使用金紅石型二氧化鈦為好。
按使用對(duì)象分為:顏料鈦白粉和特殊鈦白粉
顏料鈦白粉是油墨中不可缺少的白色顏料。含有鈦白粉的油墨耐久不變色,表面潤(rùn)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。其他鈦白粉包括涂料,塑料、造紙、含化妝品、化纖、電子、陶瓷、搪瓷、焊條、合金、玻璃等眾多領(lǐng)域。
鈦白粉的主要三大用途涂料
涂料是鈦白粉的大用戶。通常,鈦白粉在涂料領(lǐng)域的消耗量占鈦白粉應(yīng)用領(lǐng)域消耗量的60%,它也是涂料中用量多的一種顏料(各類涂料中鈦白含量占10%~35%)。與鈦白粉應(yīng)用有關(guān)的涂料有乳膠漆、卷材和印鐵涂料、汽車漆、粉末涂料等。
塑料
塑料行業(yè)是第二大用戶。通常鈦白粉在塑料領(lǐng)域的消耗量占鈦白粉應(yīng)用領(lǐng)域消耗量的20%。在塑料中加入鈦白粉,可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性,使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善,增強(qiáng)制品的機(jī)械強(qiáng)度,使用壽命。
造紙
造紙是鈦白粉的第三大用戶。裝飾紙、圣經(jīng)紙和紙幣中一般都使用鈦白粉,采用鈦白粉的紙張,白度好、強(qiáng)度高、有、薄而光滑、印刷時(shí)不穿透,在相同條件下不透明度比碳酸鈣、滑石粉高10倍,質(zhì)量也能減輕15%~30%。
鈦白粉學(xué)名為二氧化鈦( Titanium Dioxide),分子式為TiO2,相對(duì)分子質(zhì)量79.90。CAS 登錄號(hào):13463-67-7 ,EINECS 登錄號(hào):236-675-5.也稱鈦白。屬于惰性顏料,被認(rèn)為是目前世界上性能好的一種白色顏料.
鈦白粉性能特點(diǎn):
1、復(fù)合鈦白顏料制備技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平,包核物的選用、包核物與包膜物表面羥基化以及復(fù)合白色顏料具有與鈦白粉接近或相同性能的特點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外均屬;
2、復(fù)合鈦白顏料顆粒表面呈結(jié)晶性能,晶型分金紅石型和銳鈦型,因此產(chǎn)品具有與鈦白粉相同或近似的性能,如:遮蓋力、白度、吸油量等;
3、復(fù)合鈦白顏料與鈦白粉比:產(chǎn)品的粒度、粒徑分布更佳,復(fù)合物的異質(zhì)性質(zhì)及低密度,使得產(chǎn)品在涂料體系中使用具有更佳的分散性和適用性;
4、消費(fèi)成本較鈦白粉大幅度降低,產(chǎn)品成本小于鈦白粉3000-5000元/噸;
5、生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境,符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。
鈦白粉性能驗(yàn)證:
1、復(fù)合鈦白顏料對(duì)涂料對(duì)比率性能的影響:涂料的遮蓋性能是反映白色顏料性能的直接和關(guān)鍵的指標(biāo),在涂料其它組分和條件相同的前提下,涂料的遮蓋力越強(qiáng),表明顏料的遮蓋性能越強(qiáng)。
2、復(fù)合鈦白顏料對(duì)紫外光的吸收屏蔽性能:將復(fù)合鈦白顏料(金紅石型)與金紅石鈦白粉(R818)用水配成0.2%的懸浮體,經(jīng)超聲波分散20分鐘后,取樣放入72型紫外與可見光分光光度計(jì)中測(cè)試其光透過率(見表4),以此來判斷產(chǎn)品對(duì)紫外光的吸收情況。
復(fù)合鈦白顏料、金紅石鈦白粉分別與水組成的懸浮體對(duì)各波長(zhǎng)單色光的透過率與規(guī)律基本一致,對(duì)波長(zhǎng)小于400nm的紫外光透過率均極低,隨著入射光波長(zhǎng)的增加,懸浮體的光透過率大幅度增加,至700nm已達(dá)40%以上。由于懸浮體透過率的差別可近似認(rèn)為是固體物質(zhì)本身的因素所導(dǎo)致,因此認(rèn)為復(fù)合鈦白顏料與金紅石鈦白粉相比,對(duì)紫外光均有很強(qiáng)的吸收屏蔽作用。
鈦白粉是什么:
鈦白粉作為一種白色無機(jī)顏料源自巖石和礦物,是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的原料,并且已經(jīng)在許多產(chǎn)品中被應(yīng)用了數(shù)十年了。包括涂料、造紙、印刷油墨、塑料、化纖、橡膠、化妝品、陶瓷、搪瓷、電子、食品和醫(yī)藥等工業(yè),其中涂料占比大,約60%,所以鈦白粉對(duì)涂料行業(yè)是至關(guān)重要,至少目前為止還沒有完全可以替代的材料。可以說,鈦白粉已經(jīng)應(yīng)用于生活的方方面面。
鈦白粉的主要特性:物理特性
1、相對(duì)密度:在常用的白色顏料中,二氧化鈦的相對(duì)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(huì)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(shí)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(cè)定二氧化鈦的某些物理性質(zhì)時(shí),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(duì)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(duì)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(gè)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(duì)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。
鈦白粉的主要用途:
1、油墨:油墨制造業(yè)使用的白色顏料主要是鈦白粉和鋅鋇白兩種,其中鈦白粉不僅具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性,而且各種耐抗性好,具有較其他油墨用材料價(jià)格低等特點(diǎn);
2、塑料:鈦白粉在塑膠制品中的應(yīng)用,除了利用它的高遮蓋力、高消色力及其顏料性能外,它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能,使塑料制品免受UV光的侵襲,改善塑料制品的機(jī)械性能和電性能;
3、造紙:使用鈦白粉的紙張,白度好、強(qiáng)度高、有光澤、薄而光滑、印刷時(shí)不穿透,在相同條件下不透明度比碳酸鈣、滑石粉高10倍,重量也能減輕15%~30%。所以裝飾紙、圣經(jīng)紙和紙幣一定要使用鈦白粉;
4、化妝品:鈦白粉,各種香粉幾乎都用其代替鉛白和鋅白。在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺;
5、橡膠:鈦白粉在橡膠行業(yè)中既作為著色劑,又具有補(bǔ)強(qiáng)、防老化、填充作用。主要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運(yùn)動(dòng)器材等,一般以銳鈦型為主;
6、涂料:涂料是由基料、顏料、溶劑和助劑等組成的粘稠懸浮液。鈦白粉作為一種顏料而被用于涂料中。
鈦白粉的化學(xué)特性:
鈦白粉的化學(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(duì)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(jī)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)使鈦白粉既是某些無機(jī)化合物的光敏氧化催化劑,又是某些有機(jī)化合物光敏還原催化劑。