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顏料級鈦白粉的性能及其在涂料中的應用
2014年10月28日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:3177
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      1、顏料級鈦白粉的分類和質量標準


      鈦白粉顏料分為銳鈦型和金紅石型2種,按國際慣例,分別稱為R型和A型。未經后處理的金紅石型和銳鈦型分別稱為RI型和AI型,經過后處理的金紅石型和銳鈦型分別稱R2、R3和A2型。目前市售的金紅石型鈦白粉絕大多數屬于R2和R3型,其中R2型銷售量占70%以上。R2和R3分別占涂料用金紅石型鈦白粉的77%和22%。


      目前我國使用的型號與國際慣例有所不同。顏料鈦白粉只分3種,即BA0101型、BA0102型和BA0103型。BA0101型和BA0102型為銳鈦型,BA0103型為金紅石型,BA0101是未經后處理的,BA0102和BA0103是經過后處理的。我國顏料鈦白粉的質量標準參見GB/T1706—93。


      我國的標準與國外標準差距很大。特別是金紅石型鈦白粉只有一個型號,使許多新開發的、引進的和專用的鈦白粉品種無法與我國現行標準對照使用。同時我國生產廠和用戶長期以來只依照國家標準來控制和驗收產品質量,而不是根據用戶需求通過變更工藝過程,生產出滿足客戶不同需求的產品。據悉我國很快就要出臺新的標準。


      為什么BA0102銳鈦型和BA0103金紅石型的鈦白粉要經過包膜后處理呢?原因是經過包膜后處理后,鈦白粉的水溶物降低,不易凝聚,吸油量降低,并且白度、電阻率、消色力、遮蓋力、顏料研磨分散性、漆漿貯存穩定性、漆膜耐水性、耐光性、耐候性和耐久性等都得到提高,從而提高鈦白粉的質量。


      在我國不論采取硫酸法還是氯化法,制備的金紅石型鈦白粉的質量都比進口的R一930和R一902等金紅石型鈦白粉差,主要表現在消色力低、遮蓋力低、耐候性差、油分散性差、吸油量高。因此國產金紅石型鈦白粉至今仍抵御不了進口金紅石型鈦白粉的競爭,以至每年都要進口大量金紅石型鈦白粉。


      2、顏料級鈦白粉的性能和用途


       基于顏料級鈦白粉具有折射率高、消色力強、遮蓋力大、分散性好、白度好、無毒、物理和化學性質穩定,并且具有優良的光學、電學性能。因此其用途十分廣泛,涂料、塑料、造紙、化纖、油墨、橡膠、化妝品等都要用到顏料級鈦白粉。其中用量最大的是涂料,約占57%。特別是金紅石型鈦白粉,大部分被涂料工業所消耗。隨著中國汽車工業、建筑工業和水性涂料的迅速崛起,涂料工業不僅從數量上需要更多的鈦白粉,而且對質量要求更高、品種要求更多。


      金紅石型鈦白粉的折射率為2.76,銳鈦型鈦白粉的折射率為2.55。遮蓋力是由顏料的折射率和介質的折射率之差來決定的,它們的相對數值可根據公式計算出來。金紅石型鈦白粉的反射系數比銳鈦型鈦白粉高25%~30%,說明若與銳鈦型鈦白粉產生同等的遮蓋力,則金紅石型鈦白粉的用量可以減少25%~30%。另外,金紅石型鈦白粉的結構致密,比較穩定,光化學活性小,能耐紫外光的照射,在室外不易粉化,耐候性、光澤度比銳鈦型鈦白粉好。因此廣泛用于高度耐候性的各種高級船舶、橋梁、汽車、建筑等室外用涂料,其在涂料的用量約占70%,而銳鈦型鈦白粉易粉化、易泛黃,一般只用于室內涂料或底漆,其用量只占涂料所用鈦白粉的30%。


      3、顏料級鈦白粉在涂料中的作用


         涂料是由基料、顏料、填料、溶劑和助劑等組成的黏稠懸浮液。將其涂布在物體表面形成一層堅韌的涂膜,對物體起到裝飾和防護的作用。


      涂料中的顏料具有一定的遮蓋力,它不僅能遮住被涂物面原來的色彩,還能賦于涂膜鮮艷的色彩,達到美觀和裝飾的作用。同時顏料與固著劑緊密結合,融成一體,能增強涂膜的機械強度和附著力,防止裂紋,并且能增加涂膜厚度,防止紫外線及水分等的穿透,提高涂膜耐老化性能,延長使用壽命。


      不論溶劑型還是水性涂料,若使用了鈦白粉,其作用不僅僅是遮蓋和裝飾,更重要的作用是改善涂料的物化性能,增強化學穩定性,以至提高遮蓋力、消色力、防腐蝕性、耐光、耐候性,增強漆膜的機械強度和附著力,防止裂紋,防止紫外線和水分的透過,從而推遲老化,延長漆膜壽命。同時還可節省用料和增多品種。


      在顏料中,白色顏料用途最廣,白色涂料和淺色涂料都要用到它,所以在涂料生產中,白色顏料的用量要比其他顏料多得多。涂料常用的白色顏料有鋅白、鋅鋇白、鈦白等。由于有些合成樹脂涂料聚合度較大,若加入鋅白,則因鋅白有堿性,與涂料中的游離脂防酸作用而有變稠的傾向;若加入鋅鋇白,則耐候性差。但是使用了鈦白就可以改善上述缺點。因為鈦白粒子細小而均勻,光化學穩定性高,在遮蓋力方面,金紅石型鈦白是鋅白的7倍、是鋅鋇白的5.56倍,銳鈦型鈦白是鋅白的5.57倍、是鋅鋇白的4.3倍;在消色力方面,金紅石型鈦白是鋅白的8.3倍,是鋅鋇白的6.25倍,銳鈦型鈦白是鋅白的6.4倍,是鋅鋇白的4.8倍。在使用效果方面,1t鈦白至少相當于4t鋅鋇白;在使用壽命方面(指室外抗粉化性),用鈦白作顏料的涂層比鋅鋇白作顏料的涂層高3倍。因此,使用鈦白可以大大降低整個涂料中顏料的用量,同時制成的涂料色彩鮮艷、不易泛黃、耐光、耐熱、耐磨、耐候、耐堿、耐硫、耐稀酸。正是由于鈦白具有比鋅白、鋅鋇白更優越的性能,以至成為涂料生產中必不可少的最好的白色顏料。鈦白用量占涂料用顏料總量的90%以上,占涂料用白色顏料的95%以上。在涂料原材料成本中占10%~25%。


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