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钛白粉的不同应用领域对钛白粉具体性质要求

钛白粉的主要成分为二氧化钛,世界上90%以上的钛资源都用来制造钛白粉,它是目前世界上公认的性能最好的白色颜料,被广泛应用于工业生产中。

钛白粉的主要应用领域有:涂料、塑料、油墨、造纸等(含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域)。在实际生产应用中,需要根据不同行业及产品用途来选择不同性质的钛白粉原料,才能做到高效、低耗、低成本,且确保生产出来的产品能够符合质量及实际应用要求。

本篇文章小编将给大家介绍钛白粉的不同应用领域对钛白粉具体性质的要求。


状如面粉的钛白粉

首先我们先来简单了解一下钛白粉的构成类型及性质指标。

工业上使用的钛白粉有两种类型,一种是锐钛型(Anatase),简称A型;另一种是金红石型(Rutile),简称R型。

影响钛白粉质量及应用效果的因素有很多,工业上常用以下这几个指标来衡量钛白粉性质:白度、折射率、遮盖力、消色力、光泽度、吸油量、耐候性、分散性等。

1涂料行业理想钛白粉特征

用钛白粉制造的涂料,因为锐钛型晶体结构不如金红石型致密,折射率低于金红石型,因而 其遮盖力和消色力比金红石型低20-30%, 耐久性也远不如金红石型,故涂料工业主要用的是金红石型钛白粉。而锐钛型钛白粉易粉化、易泛黄,一般只用于室内涂料或底漆,其用量只占涂料所用钛白粉的30%。

白度:钛白粉白度,会直接影响涂膜的外观。

遮盖力:涂同样面积的表面,所用钛白粉的遮盖力越大,涂膜便可以越薄,所需的涂料量越少,则所需要钛白粉的量也越少,如果钛白粉遮盖力降低,为达到同样的遮盖效果,所需要的钛白粉量增加,则生产成本就会增加,且钛白粉用量增加,会导致钛白粉在涂料中难以分散均匀,出现聚集,同样会影响涂料的遮盖效果。

耐光耐候性:涂料对钛白粉的耐候性要求高,尤其是户外用表面涂料,要求高耐光耐候性或超高耐光耐候型的钛白粉。

分散性:钛白粉分散性差会直接影响其在涂料中的消色力、遮盖力和表面光泽度等光学性能,而且还会影响涂料的贮存稳定性、流动性、流平性、涂层耐久性、防腐蚀性和导电性等应用性能,此外,还会影响涂料的生产成本,因为研磨分散作业的能耗高,占涂料制造过程总能耗的大部分,且仪器设备的损耗大。


性能优异的钛白粉制成的涂料才能保证色彩明亮且经久不变

2塑料行业理想钛白粉特征

消色力强:消色力决定相同塑料制品颜色使用的钛白量,消色力强则添加量低,相比于使用消色力差、添加量高的钛白粉,更有可能降低生产成本。

白度决定钛白含量相同的浅色(白色)塑料制品的外观,可根据塑料制品的外观要求合理选择不同白度的钛白。

分散性塑料制品中的颜填料添加量越大,树脂比例越小时,塑料制品的强度便越高、生产成本越低,但同时各组分间的相容性和润滑性便越差;这就容易导致塑料制品表面粗糙及色泽不均匀。选用分散性好的钛白粉可以降低生产成本,提高制品的光滑度和光泽度。

遮盖力强:遮盖力好的钛白,生产出来的塑料制品更轻更薄。

耐温耐候性好:塑料制品生产加工过程一般都需要在高温熔融状态下进行,这就要求所用钛白粉具有较好的耐温耐候性,否则会造成颜料迁移和产生气孔,影响塑料制品的表面质量和物理强度。另外,室外使用的塑料制品以及塑料门窗等须具备抗紫外线性能,必须保证钛白粉的耐光耐候性。

干粉流动性强:塑料制品生产加工过程大多为流水线操作,若干粉流动性差,就会在传输带上滞留或堵塞筛孔,影响塑料制品质量。


塑料制品通过钛白粉添加量调节颜色外观

3油墨行业理想钛白粉特征

在油墨生产中,不同类型的油墨产品对钛白粉具体的质量要求是不同的,但因金红石型钛白粉比锐钛型钛白粉的遮盖力好,所以在油墨生产中一般都用金红石型钛白粉。

白度好:白度好的钛白粉制成的油墨耐久不泛黄,能使印品的颜色在各种环境下保持明亮鲜艳。

良好消色力、遮盖力:凹版复合薄膜油墨印刷过程中,为使印刷品得到色彩鲜艳,美观的效果,必须使用白墨打底,然后在进行彩色印刷。这便需要钛白粉具有良好的着色力和遮盖力,否则效果会很差。

折射率高:钛白粉的折射率越高,上色力越强,油墨遮盖力也会越强。

颗粒大小适宜且均匀:钛白粉粒子的巨细应控制在0.2~0.4μm,即相当于可见光波长1/2左右,才可以获得高散射能力,使其颜色显得更白。当粒径小于0.1μm时,晶体是通明的,若粒径超越0.5μm,就会降低颜料对光的散射能力,影响油墨的白度。

良好耐光耐候性:若是长期放置户外的印刷品,需保证钛白粉具有良好的耐光耐候性,否则油墨会变黄和粉化。

耐热性好:对于烘烤型印铁油墨,印刷过程烘烤温度达到180°左右,时间长达2个小时。这样的印刷条件要求油墨中的钛白粉具有优良的耐热性,否则白墨在高温下会变黄,失去光泽,甚至会使印刷品报废。

⑦良好抗乳化性和憎水性:在胶印油墨的印刷过程中,通常胶版印刷时依据“油水相斥”的原理来完成印刷过程的。因此胶印油墨钛白粉要具有良好的抗乳化性和憎水性。

⑧吸油量:随着印刷速度和技术的提升,需要降低粘度的油墨,钛白粉的吸油量成为关键。在色浓度不变的情况下尽量调低吸油量,有利于提高粘度油墨的配制。


钛白粉助力下绚丽多变的彩色油墨

4纺织和化学纤维行业理想钛白粉特征

化纤用钛白粉主要作为消光剂,由于锐钛型比金红型软,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。

化学稳定性强:所选钛白必须不能与合成纤维的原料产生负面反应,否则会产生杂质,影响纤维品质。

耐温耐候性好:绝大部分化纤生产加工过程需要经过高温环境,故所用钛白须具有优异的耐温耐候性,不能在高温(260-300℃)下分解、变色、或反应产生杂质。

分散性好:保证钛白粉能够均匀的分布在聚合物中。

颗粒细而均匀:若使用的钛白粉中含有较粗颗粒,会损害纤维强度,甚至引发断丝、喷丝孔堵塞和过滤器频繁更换等危害,影响生产流程、造成原料损失和成本上升。


化学纤维面料

5造纸行业理想钛白粉特征

钛白粉主要用在高级纸张和薄型纸张之中,在纸张中加入钛白粉,可使纸张具有较好的白度。对于高灰份及有抗老化要求的纸张,必须使用金红石型钛白粉,而如圣经纸和纸币等要具有不透明度的纸张,一般使用锐钛型钛白粉即可。

遮盖力强:含相同钛白的纸张能够遮盖住底色的能力,这个指标决定了钛白的性价比。简单说,遮盖力高的钛白,一般价格高,但使用量少,因此每吨纸张中钛白的成本可能较低;遮盖力低的钛白,虽然价格低,但用量大,导致每吨纸张中钛白的成本升高。

白度:钛白的白度决定纸张成型后的外观,可根据特定纸张的白度进行钛白粉颜填料选择。

湿润性好:高润湿性的钛白粉可以降低其在纸浆体系中的粘度和减少钛白粉自团聚倾向,降低钛白粉在纸浆体系里的表面张力以及提高钛白粉的表面润湿性,可以保障钛白粉在纸浆里快速而均匀地分散。

纸张留着率高:为了保证纸张的均匀性和不透光性,钛白粉必须均匀而稳定的存在整个造纸流程中。钛白粉的留着率越高,则纸张的不透过性越好,达到同样使用效果所需的钛白粉就越少。


不同类型的纸张皆需用到钛白粉颜填料

6化妆品行业理想钛白粉特征

微粒大小适宜:在防晒类产品中尤其需要注重抗紫外线的能力,钛白粉微粒的大小往往决定着该能力的强弱。,当粒径等于或小于光波波长的一半时,钛白粉对光的反射能力和散射能力最强,屏蔽效果最理想。由于紫外线的波长在190-400nm之间,因此钛白粉的粒径不能大于200nm,最好不大于100nm。但也不是颗粒越小越好的,总体来说,在粒径区间位于30-100nm之间,屏蔽紫外线效果最好。金红石型对紫外线的反射、散射能力较强,而吸收力较弱,所以金红石是防晒化妆品钛白粉的主要来源。

白度与遮盖力:如粉底液粉饼等须具有较高遮瑕、美白效果的底妆产品对钛白粉的白度及遮盖力要求则较高。锐钛型钛白粉白度较好,因此如果只是用作基础的白色添加剂可以选用锐钛型钛白粉;但锐钛型的遮盖力及耐晒性能远不如金红石型,可根据需求灵活选用。

有害重金属含量低:化妆品直接接触人体皮肤,若其中还有的有害重金属超标会导致严重的不良后果,故必须保证钛白粉无毒无害,高质量的化妆品会采用食品级钛白粉。


防晒产品届的“扛把子”主要防晒成分之一为二氧化钛

7橡胶行业理想钛白粉特征

橡胶用钛白粉,如胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主。但汽车轮胎生产时,常加入一定量的金红石型产品,以增强抗臭氧和抗紫外线能力。

良好耐热性:橡胶生产加工过程需经过高温环境,钛白粉应具有较好的耐热性,要在110℃至170℃进行硫化而不泛黄。

良好耐光耐候性:白色及浅色橡胶制品使用的防老剂防护作用较弱,光照下很容易老化,而钛白粉对阳光中破坏力最大的紫外线有较强的吸收能力,具有良好耐光耐候性的钛白粉可使橡胶制品抗老化能力加强、不易龟裂、变色。

稳定性好:对硫磺和其他助剂稳定性好,对橡胶制品的性能不应有不良影响。


加入金红石型钛白粉的汽车轮胎可增强抗臭氧和抗紫外线能力

8搪瓷行业理想钛白粉特征

折射率、消色力强:钛白粉作为瓷釉中最强的乳浊剂使用,瓷釉的乳浊强度与乳浊剂的折射率有关。钛白粉的折射率高,钛白瓷釉涂层才能做到薄而白度高。

白度、纯度较高:若含有Fe?O?、Cr?O?等杂质,则产品会产生黄荫。

颗粒细小而均匀:熔制时与其他材料易于混合而使在熔制过程中的熔制时易于控制。