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涂料行業(yè)為什么離不開鈦白粉

發(fā)布時間：2018/11/14 17:17:11 來源：本站原創(chuàng) 點擊：次字體：大中小

鈦白粉被稱為白色顏料之王，具有折射率高、消色力強、遮蓋力大、分散性好、白度高等特性，廣泛應用于涂料、塑料、油墨、造紙、化纖、陶瓷等行業(yè)。其中涂料用量最大，約占鈦白粉總量的57%。
一、鈦白粉在涂料中的應用特性

鈦白粉是涂料用最多的一種白色顏料，其產(chǎn)量占無機顏料的70%以上，消費量占白色顏料總消費量的95.5%。目前，世界上約60%的鈦白粉用于制造各種涂料，特別是金紅石型鈦白粉，大部分被涂料工業(yè)所消耗。

用鈦白粉制造的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強，用量省，品種多，對介質(zhì)的穩(wěn)定性起保護作用，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，多彩花紋涂料中幾乎每一個圖案的配色都離不開鈦白粉（1）粉末涂料

不同種類不同用途的涂料對鈦白粉有不同的要求，如粉末涂料就要求用分散性好的金紅石型鈦白粉。銳鈦型鈦白粉消色力低，光化學活性強，用于粉末涂料中，涂膜容易出現(xiàn)黃變。而硫酸法生產(chǎn)的金紅石型鈦白粉具有價格適中、分散性好，遮蓋力和消色力好等優(yōu)點，非常適合用于戶內(nèi)粉末涂料，而戶外粉末涂料用鈦白粉除了要求分散性、遮蓋力和消色力好外，還要求具有很好的耐候性，因此，戶外粉末涂料用鈦白粉一般為氯化法生產(chǎn)的金紅石型鈦白粉。

（2）水性涂料

水性涂料是指涂料配方中的揮發(fā)性物質(zhì)絕大部分是水的涂料，隨著人們環(huán)保意識的增強和環(huán)保法規(guī)的日趨嚴格，水性涂料已經(jīng)普及。和溶劑型涂料一樣，要求鈦白粉白度和分散性好，遮蓋力、消色力和耐候性高，雜質(zhì)含量低等。

目前市場上的鈦白粉大多都是通用型的鈦白粉，既可以用于溶劑型涂料，又可以用于水性涂料，但是，畢竟水性涂料和溶劑型涂料存在本質(zhì)上的差別，這些通用型的鈦白粉在水性涂料中分散效不是很好，因此，為了使鈦白粉能在水性涂料中很好的分散，要有針對性的選擇鈦白粉表面處理方式。

（3）建筑涂料

建筑涂料要求耐酸、耐堿、抗水、防潮，不論在粗糙或光滑的基層表面均要有良好的附著力。用于建筑涂料的鈦白粉除了要求具有以上提及的好的光學性能和顏料性能外，最重要的是要求鈦白粉具有高的耐候性，抗粉化能力強，尤其是外墻用建筑涂料。

二、鈦白粉各項指標對涂料性能的影響

（1）白度

鈦白粉作為一種優(yōu)質(zhì)的涂料用白色顏料，其白度至關(guān)重要，是涂料要求的關(guān)鍵質(zhì)量指標之一，鈦白粉白度差，會直接影響涂膜的外觀。

影響鈦白粉白度的最主要因素是其中有害雜質(zhì)的種類和含量，因為鈦白粉對雜質(zhì)非常敏感，尤其是金紅石型鈦白粉，所以，即使是微量的雜質(zhì)，也會對鈦白粉白度產(chǎn)生明顯的影響。

氯化法工藝生產(chǎn)的鈦白粉白度往往比硫酸法工藝生產(chǎn)的好，這是因為氯化法工藝生產(chǎn)鈦白粉所用的原料四氯化鈦已經(jīng)蒸餾凈化，本身雜質(zhì)含量少，而硫酸法工藝所用的原料雜質(zhì)含量高，只能通過洗滌和漂白等工藝技術(shù)來除掉雜質(zhì)。

鈦白粉粒子的形狀、大小和粒徑分布，以及鈦白粉出現(xiàn)不理想的晶體結(jié)構(gòu)和混晶現(xiàn)象也會影響其白度。為了使鈦白粉具有最佳的白度，要求鈦白粉為球形顆粒，表面光滑圓潤，不帶棱角，不團聚，粒徑分布控制在0.15-0.35μm。

（2）遮蓋力

遮蓋力為每平方厘米被涂物體的表面積，在達到完全被遮蓋時，需要用顏料的最低質(zhì)量。涂同樣面積的表面，所用鈦白粉的遮蓋力越大，涂膜便可以越薄，所需的涂料量越少，則所需要鈦白粉的量也越少，如果鈦白粉遮蓋力降低，為達到同樣的遮蓋效果，所需要的鈦白粉量增加，則生產(chǎn)成本就會增加，且鈦白粉用量增加，會導致鈦白粉在涂料中難以分散均勻，出現(xiàn)聚集，同樣會影響涂料的遮蓋效果。

鈦白粉遮蓋力大小主要由其本身的折射率來決定，金紅石型鈦白粉的折射率是所有白色顏料中最大的，因此其遮蓋力也最高，銳鈦型鈦白粉次之。其次，鈦白粉粒子的形狀、大小、粒徑分布和分散程度也會影響其遮蓋力，在大于可見光半波波長的范圍內(nèi)，鈦白粉粒子表面越光滑，粒徑越小，表面積越大，分散越好，其遮蓋力越大。

（3）耐候性

涂料對鈦白粉的耐候性要求高，尤其是戶外用表面涂料，要求高耐候性或超高耐候型的鈦白粉。使用耐候性低的鈦白粉，涂膜會出現(xiàn)褪色、變色、粉化、開裂、剝落等問題。金紅石型鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)比銳鈦型鈦白粉的結(jié)構(gòu)更為緊密，光化學活性低，因而耐候性也遠高于銳鈦型鈦白粉，所以涂料用鈦白粉基本上全是金紅石型鈦白粉。

提高鈦白粉耐候性最主要的方法是對其進行無機表面處理，即在鈦白粉粒子表面包覆一層或多層無機氧化物或水合氧化物，其中氧化鋯和致密氧化硅包膜是目前公認的耐候性最好的包膜方式，氧化鋯包膜技術(shù)國內(nèi)已經(jīng)掌握，但致密氧化硅包膜技術(shù)仍然被國外壟斷，國內(nèi)還未能攻破，有待繼續(xù)研究。

（4）分散性

鈦白粉為超細粒子，比表面積大，表面能高，顆粒之間容易發(fā)生聚集，在涂料中難以穩(wěn)定分散。鈦白粉分散性差會直接影響其在涂料中的消色力、遮蓋力和表面光澤度等光學性能，而且還會影響涂料的貯存穩(wěn)定性、流動性、流平性、涂層耐久性、防腐蝕性和導電性等應用性能，此外，還會影響涂料的生產(chǎn)成本，因為研磨分散作業(yè)的能耗高，占涂料制造過程總能耗的大部分，且儀器設備的損耗大。

影響鈦白粉分散性的因素主要有鈦白粉粒徑大小、比表面積、表面自由能、表面電荷、pH值、極性、表面吸附狀態(tài)等表面性質(zhì)，此外，也與展色劑的性質(zhì)、分散劑的種類和用量、研磨分散設備和分散工藝等因素有關(guān)。

為了使鈦白粉在涂料中達到最好的分散效果，使鈦白粉粒子在涂料中處于或接近于原始粒子狀態(tài)，充分體現(xiàn)其優(yōu)異的性能，通常在鈦白粉生產(chǎn)過程對其進行表面處理，提高其分散性，此外，在涂料生產(chǎn)過程中也要選擇正確的潤濕分散劑、研磨分散設備和分散工藝。

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