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钛白粉是什么 钛白粉用途 钛白粉是做什么用的
* 来源: * 作者: * 发表时间: 2013-03-14 08:54:37
一、 钛白粉的基础介绍
1、钛白粉是二氧化钛( Titamium Dioxide)的商品名称，俗称钛白。它有金红石型(Rutile R型)和锐钛型(Auatase A型)二种结构，金红石晶体结构致密，比较稳定，光学活性小，因而耐候性好，同时有较高的遮盖力，消色力，因而有更好的应用性能，获得更为广泛的应用。
钛白粉物理化学性质稳定，同时具有优良的光学、电学性能及颜料应用性能，因此，具有广泛的使用价值。涂料、化纤、造纸、塑料、油墨、搪瓷、电焊条、冶金、电子工业、日用品工业等都要使用钛白粉做原料。
2、钛白粉的分类
按生产工艺路线分为硫酸法钛白粉、氯化法钛白粉;
按结晶形态分为锐钛型和金红石型二大类;
按使用对象分为颜料钛白粉和特殊专用钛白粉等等
2.1、涂料：色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的物理稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。
2.2、塑料：加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。
2.3、造纸：使纸张具有较好的白度，光泽好，强度高，薄而光滑，印刷时不穿透，质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉，可以起到荧光增白剂的作用，增加纸张的白度。
2.4、油墨：含有钛白粉的油墨耐久不变色，表面润湿性好，易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型，也有锐钛型.
2.5、橡胶：既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，且伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产时，常加入一定量的金红石型产品，以增强其抗臭氧和抗紫外线能力。
2.6、化妆品：由于钛白粉无毒，远比铅白优越，所以各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5-8%的钛白粉就可以得到永久白色，使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用钛白粉。
2.7、纺织和化学纤维：化纤用钛白粉主要作为消光剂。因锐钛型比金红石型软，因此一般使用锐钛型。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。
据统计，2006年全球二氧化钛需求达460万吨，其中涂料行业占58%、塑料行业占23%、造纸10%、其他9%。钛白粉既可用钛铁矿、金红石制取，也可用钛渣制取。
3、钛白粉的物理性质
3.1、相对密度
在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。
3.2、熔点和沸点
由于锐钛型在高温下会转变成金红石型，因此锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃，熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃，在此高温下二氧化钛稍有挥发性。
3.3、介电常数
由于二氧化钛的介电常数较高，因此具有优良的电学性能。在测定二氧化钛的某些物理性质时，要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低，只有48。
3.4、电导率
二氧化钛具有半导体的性能，它的电导率随温度的上升而迅速增加，而且对缺氧也非常敏感。金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件。
3.5、硬度
按莫氏硬度十分制标度，金红石型二氧化钛为6～6.5，锐钛型二氧化钛为5.5～6.0，因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型。
3.6、吸湿性
二氧化钛虽有亲水性，但其吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系，表面积大，吸湿性高，还与表面处理与性质有关。
3.7、热稳定性
二氧化钛属于热稳定性好的物质。
3.8、颜色
钛白粉的颜色，在钛白企业通常用油相白度或者干粉白度来表示。白度是钛白粉很重要的颜料性能指标，在各行各业都特别注重白度这一指标，当钛白粉白度较差或者色差大时，在涂料生产中，涂料的颜色和光泽下降，严重时发灰、发暗，大大影响涂料的应用性能。对于锐钛型和金红石型钛白粉颜色上没有较大的差异，当生产各工艺控制严格和有一定质量体系保证的情况下，锐钛型钛白粉的颜色可以和金红石型相媲美。
3.9、细度和分散性
钛白粉的细度在钛白企业通常用325目筛余物来控制，当细度超标时，涂料涂膜在涂饰物体表面明显有粗颗粒或者影响了钛白粉的分散性。
钛白粉是一种品质优越的白色颜料，它不溶于水，也不溶于油，能够均匀地分散在这些介质中，因此，钛白粉具有水分散性和油分散性的两种分散特性。水性涂料中，在涂料其它组分正常的情况下，要求钛白粉的水分散性良好，且在体系中达到分散稳定化。对于水分散性差的钛白粉，在高速剪切力的作用下，分散后，很易团聚而导致返粗现象，这样在涂料的运输过程中，出现分层，使用时带来很大的不便。对于溶剂型涂料，当钛白粉油分散性较差时，钛白粉在油性溶剂中不能完全的分散，也会导致颗粒团聚，生产溶剂型涂料时，要求的分散设备严格，能耗高。
钛白粉分散性较差，则涂膜表面粗糙，反射光线凌乱，大大影响涂料涂膜光泽。另一方面，这种粗糙的涂膜很容易积存带有腐蚀介质的水和尘埃，不仅影响涂膜的外观，同时也严重降低涂膜的耐久性。分散性好的钛白粉，能够均匀地分散在溶剂中，涂膜表面光滑如镜，使得大部分光线被反射，受紫外线的破坏大大减少。因此，锐钛型钛白粉一般没有进行包膜处理，它的吸油量较高，导致油分散性差，使得在涂料行业应用中受到一定的限制。
3.10、遮盖力
钛白粉遮盖力，就是当涂料施工后，由于钛白粉的作用，能够将被涂物面遮盖住时的最少用量。遮盖力好坏，又决定于颜料的折光率与油料折光率之差，其差数越大，遮盖力越好。当涂料配方确定以后，其组成物质的折光率是一定的，因此，影响涂料遮盖力的主要物质就是颜料，钛白粉遮盖力主要由其粒度和粒度分布来决定。锐钛型钛白粉遮盖率明显低于金红石型，要提高遮盖率就必须增大钛白粉在涂料中的用量，一方面会增加涂料生产成本，另一方面会严重影响涂料的流变性，因此，提高锐钛型钛白粉遮盖率能够提高其在本行业的市场份额和竞争力。
粒度分布
3.11、粒度分布
钛白粉的粒度分布是很重要的一个综合性指标，它不仅影响钛白粉本身的颜色、着色力、分散性和遮盖力，而且影响钛白粉在各个领域中的应用性能。因此，对于钛白粉分散性、遮盖力以及其它耐侯性等等应用性能的问题，可以从粒度分布上进行分析和改进。在涂料组成中，对单一钛白粉的粒度分布情况而言，它能够影响涂膜遮盖力和机械强度，原因在于钛白粉的粒径一般在0.2~0.4um，很小，有比较大的表面积，可以吸附成膜聚合物而使颗粒成为准交联点，增大涂膜的机械性能。
其它
3.12耐候性及防水性
钛白粉的耐侯性以及防水性，是钛白粉很重要的应用性能指标，近两年各个钛白粉生产企业逐渐受到关注。对于锐钛型钛白粉由于受生产工艺和原理的限制，本身杂质和可溶性物质含量较高，且不进行包膜处理，因此，这方面因素使它在卷材涂料应用中受到很大的限制。
4、化学性质
二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于氢氟酸。但在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。
二氧化钛(或称钛白粉)广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂层和填料、塑料及弹性体，其它用途还包括陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、屋顶铺粒和焊剂。
1、钛白粉是二氧化钛( Titamium Dioxide)的商品名称，俗称钛白。它有金红石型(Rutile R型)和锐钛型(Auatase A型)二种结构，金红石晶体结构致密，比较稳定，光学活性小，因而耐候性好，同时有较高的遮盖力，消色力，因而有更好的应用性能，获得更为广泛的应用。
钛白粉物理化学性质稳定，同时具有优良的光学、电学性能及颜料应用性能，因此，具有广泛的使用价值。涂料、化纤、造纸、塑料、油墨、搪瓷、电焊条、冶金、电子工业、日用品工业等都要使用钛白粉做原料。
2、钛白粉的分类
按生产工艺路线分为硫酸法钛白粉、氯化法钛白粉;
按结晶形态分为锐钛型和金红石型二大类;
按使用对象分为颜料钛白粉和特殊专用钛白粉等等
2.1、涂料：色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的物理稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。
2.2、塑料：加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。
2.3、造纸：使纸张具有较好的白度，光泽好，强度高，薄而光滑，印刷时不穿透，质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉，可以起到荧光增白剂的作用，增加纸张的白度。
2.4、油墨：含有钛白粉的油墨耐久不变色，表面润湿性好，易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型，也有锐钛型.
2.5、橡胶：既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，且伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产时，常加入一定量的金红石型产品，以增强其抗臭氧和抗紫外线能力。
2.6、化妆品：由于钛白粉无毒，远比铅白优越，所以各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5-8%的钛白粉就可以得到永久白色，使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用钛白粉。
2.7、纺织和化学纤维：化纤用钛白粉主要作为消光剂。因锐钛型比金红石型软，因此一般使用锐钛型。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。
据统计，2006年全球二氧化钛需求达460万吨，其中涂料行业占58%、塑料行业占23%、造纸10%、其他9%。钛白粉既可用钛铁矿、金红石制取，也可用钛渣制取。
3、钛白粉的物理性质
3.1、相对密度
在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。
3.2、熔点和沸点
由于锐钛型在高温下会转变成金红石型，因此锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃，熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃，在此高温下二氧化钛稍有挥发性。
3.3、介电常数
由于二氧化钛的介电常数较高，因此具有优良的电学性能。在测定二氧化钛的某些物理性质时，要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低，只有48。
3.4、电导率
二氧化钛具有半导体的性能，它的电导率随温度的上升而迅速增加，而且对缺氧也非常敏感。金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件。
3.5、硬度
按莫氏硬度十分制标度，金红石型二氧化钛为6～6.5，锐钛型二氧化钛为5.5～6.0，因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型。
3.6、吸湿性
二氧化钛虽有亲水性，但其吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系，表面积大，吸湿性高，还与表面处理与性质有关。
3.7、热稳定性
二氧化钛属于热稳定性好的物质。
3.8、颜色
钛白粉的颜色，在钛白企业通常用油相白度或者干粉白度来表示。白度是钛白粉很重要的颜料性能指标，在各行各业都特别注重白度这一指标，当钛白粉白度较差或者色差大时，在涂料生产中，涂料的颜色和光泽下降，严重时发灰、发暗，大大影响涂料的应用性能。对于锐钛型和金红石型钛白粉颜色上没有较大的差异，当生产各工艺控制严格和有一定质量体系保证的情况下，锐钛型钛白粉的颜色可以和金红石型相媲美。
3.9、细度和分散性
钛白粉的细度在钛白企业通常用325目筛余物来控制，当细度超标时，涂料涂膜在涂饰物体表面明显有粗颗粒或者影响了钛白粉的分散性。
钛白粉是一种品质优越的白色颜料，它不溶于水，也不溶于油，能够均匀地分散在这些介质中，因此，钛白粉具有水分散性和油分散性的两种分散特性。水性涂料中，在涂料其它组分正常的情况下，要求钛白粉的水分散性良好，且在体系中达到分散稳定化。对于水分散性差的钛白粉，在高速剪切力的作用下，分散后，很易团聚而导致返粗现象，这样在涂料的运输过程中，出现分层，使用时带来很大的不便。对于溶剂型涂料，当钛白粉油分散性较差时，钛白粉在油性溶剂中不能完全的分散，也会导致颗粒团聚，生产溶剂型涂料时，要求的分散设备严格，能耗高。
钛白粉分散性较差，则涂膜表面粗糙，反射光线凌乱，大大影响涂料涂膜光泽。另一方面，这种粗糙的涂膜很容易积存带有腐蚀介质的水和尘埃，不仅影响涂膜的外观，同时也严重降低涂膜的耐久性。分散性好的钛白粉，能够均匀地分散在溶剂中，涂膜表面光滑如镜，使得大部分光线被反射，受紫外线的破坏大大减少。因此，锐钛型钛白粉一般没有进行包膜处理，它的吸油量较高，导致油分散性差，使得在涂料行业应用中受到一定的限制。
3.10、遮盖力
钛白粉遮盖力，就是当涂料施工后，由于钛白粉的作用，能够将被涂物面遮盖住时的最少用量。遮盖力好坏，又决定于颜料的折光率与油料折光率之差，其差数越大，遮盖力越好。当涂料配方确定以后，其组成物质的折光率是一定的，因此，影响涂料遮盖力的主要物质就是颜料，钛白粉遮盖力主要由其粒度和粒度分布来决定。锐钛型钛白粉遮盖率明显低于金红石型，要提高遮盖率就必须增大钛白粉在涂料中的用量，一方面会增加涂料生产成本，另一方面会严重影响涂料的流变性，因此，提高锐钛型钛白粉遮盖率能够提高其在本行业的市场份额和竞争力。
粒度分布
3.11、粒度分布
钛白粉的粒度分布是很重要的一个综合性指标，它不仅影响钛白粉本身的颜色、着色力、分散性和遮盖力，而且影响钛白粉在各个领域中的应用性能。因此，对于钛白粉分散性、遮盖力以及其它耐侯性等等应用性能的问题，可以从粒度分布上进行分析和改进。在涂料组成中，对单一钛白粉的粒度分布情况而言，它能够影响涂膜遮盖力和机械强度，原因在于钛白粉的粒径一般在0.2~0.4um，很小，有比较大的表面积，可以吸附成膜聚合物而使颗粒成为准交联点，增大涂膜的机械性能。
其它
3.12耐候性及防水性
钛白粉的耐侯性以及防水性，是钛白粉很重要的应用性能指标，近两年各个钛白粉生产企业逐渐受到关注。对于锐钛型钛白粉由于受生产工艺和原理的限制，本身杂质和可溶性物质含量较高，且不进行包膜处理，因此，这方面因素使它在卷材涂料应用中受到很大的限制。
4、化学性质
二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于氢氟酸。但在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。
二氧化钛(或称钛白粉)广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂层和填料、塑料及弹性体，其它用途还包括陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、屋顶铺粒和焊剂。
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