钛白粉知识点汇总课件.ppt
-18100108672,1,钛白粉国家标准GB/T 1706-2006,A1，指未经无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，TiO2含量不低于98%。A2，指经过无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，TiO2含量不低于92%。R1，指未经无机表面包膜处理或微量的无机包膜处理的金红石型钛白粉， TiO2含量不低于97%。R2，指经无机表面包膜处理甚至有机包膜处理的金红石型钛白粉， TiO2含量不低于90%，具有较为理想的综合光学和应用性能，是用途最广的一类产品。R3，指一般都经过高包覆量的Al2O3/SiO2包膜处理的金红石型钛白粉， TiO2含量不低于80%，具有高吸油量和低密度。,-18100108672,2,应用真相,某项性能指标的高低，不意味着产品品质的优劣，与之相关的是应用领域和产品不同，可能有所影响。甚至产品的优劣，也并不意味着一定有性能优势，和客户的产品质量要求和使用水平密切相关。,-18100108672,3,硫酸法、氯化法产品差别,硫酸法 氯化法干粉百度 96 98吸油量 1920 1718平均粒径 0.20.25 0.170.19杂质（氧化铁）3060ppm 10 ppm,-18100108672,4,硫酸法、氯化法产品差别,1、粒径的差异，氯化法钛白粉的原子粒径在190250纳米之间，而硫酸法钛白粉的粒径在250450纳米；2、粒径分布，氯化法钛白粉有更好的粒径分布；3、色相，由于粒径及杂质的问题，硫酸法钛白粉的色相基本属于黄相，而氯化法钛白粉偏蓝相；4、分散性的差异：二者没有明显差异。和包膜种类有一定关系。5、遮盖力的差异：由于氯化法钛白粉粒度分布更为集中，其遮盖力稍微高点；6、价格：氯化法生产原料要求高，生产设备投资大，总体成本要高于硫酸法，因此，价格也较高。,-18100108672,5,表面处理（包膜）,单纯TiO2表面存在晶格缺陷，有许多光活化点，在紫外线作用下，会引起化学反应，造成颜料变色。颗粒越小，活化点越多，耐光性耐候性就越差。未经处理的钛白粉煅烧得到的粒子很小，具有很高的比表面能，极不稳定，在高温下很快地团聚，形成亚稳态的较大的粒子。 TiO2颗粒越小，粒子间作用越强，更容易团聚。为提高耐候性和化学稳定性，提高分散性，所以要对其表面进行处理，包一层膜，堵塞活化点。,-18100108672,6,表面处理,表面处理类型：分为无机包膜和有机表面处理。其中，无机包膜主要是提高钛白粉的耐候性，有机包膜主要是提高钛白粉的分散性。无机包膜：是将无机物沉淀到钛白粉颗粒表面，有单铝包膜、硅铝二元包膜、锆铝二元包膜、锆硅铝三元包膜。我国金红石型钛白粉主流品种采用的为锆铝包膜。有机表面处理：一般在干燥前或汽粉时将有机处理剂加到钛白粉中，主要有机处理剂有三羟甲基丙烷、新戊二醇、二乙二醇、季戊四醇、有机硅、高分子化合物等。有机处理剂的选用不仅要根据应用体系而定，同时还应考虑待处理钛白粉表面状态确定。如烷基氯硅烷处理的钛白粉易于在油墨、色母粒等油性体系中分散，而用阴离子表面活性剂处理的钛白粉在造纸、乳胶漆中表现良好的分散性能。,-18100108672,7,包膜的作用,铝包膜，提高抗粉化性能，改善光泽和白度，提高耐候性。锆包膜，提高光泽度、耐候性、耐久性。硅包膜是而二氧化硅来改性，分致密膜和多孔膜，致密膜的耐候性特别好，常用于高光泽、高耐久性的磁漆和塑料等涂料，多孔膜能提高乳胶漆较高的干遮盖力。有机包膜，提高分散能力，提高涂料储存的稳定性，提高漆膜光泽和钛白粉消色力和遮盖力。复合包膜，可同时具备各种处理剂的作用提高润湿性、分散性、遮盖力。,-18100108672,8,硅包膜,-18100108672,9,有机处理作用,减少颜料的研磨时间降低色浆粘度，从而提高研磨料中颜料的含量使涂料获得高光泽、增加消色力和遮盖力改善流平性减少浮色发花现象（在有其他颜色的颜料存在情况下）较好的储存稳定性对涂料的各项性能（如耐候性）也有帮助作用,-18100108672,10,钛白粉的应用领域涂料涂料是钛白粉的最大用户。通常，钛白粉在涂料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的60%，同时它也是涂料中用量最多的一种颜料（各类涂料中钛白含量占10%35%）。乳胶漆是在树脂乳液中加入颜料分散而成的水性涂料。乳胶漆不含溶剂或含有少量溶剂，具有耐候、可刷洗、环保等优点，广泛用作建筑涂料，是近年来发展最快的涂料品种之一。乳胶漆分内用和外用，外用涂料必须使用金红石型钛白；内用涂料多选用锐钛型钛白。一般乳胶漆加工工艺为：将颜填料、分散剂、水、消泡剂等预混合，高速搅拌（或研磨）至一定细度后，再加入乳液、其他助剂等，高速搅拌（或研磨）即得产品。,-18100108672,11,卷材和印铁涂料彩钢是近年来发展起来的新品种，卷材涂料和印铁涂料也就应运而生。卷材涂料是通过专门的涂漆机涂覆在钢板或其它金属表面上，再经过烘烤成型。卷材涂料可分为里层涂料和表层涂料，里层涂料要求低，可以使用国产金红石型钛白和环氧树脂，表层涂料要求高，一般采用进口金红石型钛白粉和聚酯树脂。,-18100108672,12,汽车漆汽车漆有高级和中低级之分，最好的是轿车漆，其次是卡车漆和客车漆。汽车漆主要要求钛白粉的耐候性、光泽和遮盖力。目前能够使用在轿车漆中的均为专用型进口氯化法金红石型钛白，如R2310、R706等。国产金红石型钛白目前只能占据中低档汽车漆市场。粉末涂料粉末涂料是采用树脂与颜料、助剂等直接热熔混合，使颜料分散在熔融的树脂中，再冷却粉碎而成。由于粉末涂料不含溶剂，使用时不会造成环境污染；同时粉末涂料在使用过程中还可回收，对节约能源也很有好处。粉末涂料通过静电喷涂于家电、汽车零件等金属件上，也可用于塑料、木材等非金属制品上，用途非常广泛。粉末涂料大多采用金红石型钛白。,-18100108672,13,涂料对钛白粉性能需求,建筑乳胶漆：外墙高白度、超耐候，内墙高遮盖、高分散。粉末涂料：蓝色相、高分散、耐高温和超耐候于外用（建筑彩铝、彩钢板等），内用高遮盖、高分散。汽车漆：电泳底漆专用品牌特点，高分散、高白度和高遮盖。面漆要求：高白度、超耐候。马路漆专用：高光泽、高白度。海洋涂料：船漆高耐候，集装箱漆高分散。,-18100108672,14,塑料塑料工业是钛白粉的第二大用户，通常钛白粉在塑料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的20%。全世界500余个钛白粉牌号中，有50多个牌号是属于塑料专用的。钛白粉在塑料制品中的应用，除了利用它的高遮盖力、高消色力及其他颜料性能外，它还能提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品免受紫外光的侵袭，改善塑料制品的机械性能和电性能。几乎所有热固性和热塑性塑料中都使用钛白粉，一般用量为1%5%，它既可以与树脂干粉混合，也可以与含增塑剂的液体相混合，还有把钛白粉先加工成色母粒后再使用的。大多数塑料用钛白粉的粒径都较细（0.150.3m），这样可以获得蓝相底色，对大多数带黄相的树脂或易泛黄的树脂有遮蔽作用。塑料用钛白粉一般都要经过有机（多元醇、硅烷或硅氧烷）表面处理，处理后的钛白粉，在适当的机械剪切力下，就能比较好地分散。,-18100108672,15,塑料制品对钛白的质量要求（1）耐候性：室外使用的塑料制品以及塑料门窗等必须保证钛白的耐候性；（2）白度：决定浅色或白色塑料制品的外观；（3）分散性：影响塑料制品的生产成本，分散不好的钛白在塑料制品中会影响制品的光滑度和光亮度；（4）遮盖力：遮盖力好的钛白，生产出来的塑料制品更轻、更薄。,-18100108672,16,色母粒塑料色母粒是一种高浓缩、高效能的颜色配制品，即颜料以超常浓度均匀分布在载体树脂中，并形成一定粒径的颗粒。它主要由核心层（颜料）、偶联层（偶联剂或表面活性剂）、分散层（润滑剂或分散剂）、增混层（载体树脂）等组成，广泛用于吹膜、注塑、热压等塑料制品的生产。据不完全统计，我国用于色母粒生产的钛白每年为23万t。,-18100108672,17,钛白粉性能对色母粒的影响,色母粒的性能优劣通常是在后续产品应用，如吹膜或注塑中表现出来，因此，钛白在色母粒中的性能也主要体现在色母粒的应用过程中：（1）钛白的着色力：决定相同颜色塑料制品使用的钛白量；（2）钛白的白度和色差：决定钛白含量相同的浅色（白色）塑料制品的外观；（3）钛白的分散性：影响色母粒生产成本和塑料制品的外观、光泽等指标；（4）钛白的加工性能：影响色母粒的生产成本。,-18100108672,18,塑料行业色母粒：PE/PP/PS吹膜和压延-高固含量，PP丙纶丝-高分散。外用硬质PVC：高白度，高遮盖。软质PVC：高分散，高遮盖。工程塑料：ABS/PC/PET/PBT等。该行业使用特点：耐高温、蓝色相和遮盖力。常用测试项目：热老化，加工性能，物理力学性能，耐候性，,行业对钛白粉性能需求,-18100108672,19,造纸造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉，采用钛白粉的纸张，白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透，在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍，质量也能减轻15%30%。装饰纸也称为钛白纸，主要用于制作家具、地板、壁纸等的原材料。对于有抗老化性要求的纸张，必须使用金红石型钛白；更多的金红石型钛白是用于高灰分的纸张中，因为锐钛型钛白的遮盖力达不到要求。锐钛型钛白均用于低灰分纸张，如圣经纸和纸币等。据不完全估计，我国用于装饰纸的钛白每年超过3万t。装饰纸中钛白用量20%40%，其它纸中钛白用量1%5%。,-18100108672,20,决定造纸厂选用何种钛白的主要原因是造纸的成本，也就是钛白的性价比。能使用锐钛型钛白决不使用金红石型钛白。造纸行业对钛白质量的要求顺序为：遮盖力（不透明度）、白度、分散性、耐候性、留着率。装饰纸（钛白纸）：高遮盖、高白度。圣经纸/烟纸：分散性、高遮盖。白板纸、铜版纸（可用R+A混合）高白度。币纸/护照纸：分散性、蓝色相化妆品/食品/医药：细度、纯度、重金属含量低。橡胶行业：分散性、蓝色相。,行业对钛白粉性能需求,-18100108672,21,油墨,在油墨生产中，不同类型的油墨产品对钛白粉的质量要求不一样。金红石型钛白粉性能更好，被广泛应用于各种类型的油墨产品中。钛白粉在各种类型的油墨制造中，用量比例相对较大，在25%50%之间，有的甚至更大。如胶印白墨配方中,树脂连结料50%,助剂8%、干燥剂2%,而钛白粉高达40%,仅比树脂连结料少10个质量分数;在印铁白墨配方中,树脂连结料40%,助剂8%,干燥剂2%,钛白粉50%.当前,世界钛白粉的消费近3%用于印刷油墨,并且油墨专用型钛白粉有继续增加份额的趋势。,-18100108672,22,行业对钛白粉的性能要求,钛白粉中的杂质对油墨白度的影响。钛白粉颗粒的形状、大小和分布对白度的影响。钛白粉粒子的大小应控制在0.20.4m，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0.1m时，晶体是透明的，若粒径超过0.5m，就会降低颜料对光的散射能力，影响油墨的白度。,-18100108672,23,行业对钛白粉的性能要求,钛白粉晶体自身折射率的高低会直接影响油墨遮盖力的大小。钛白粉的颗粒大小、颗粒结构及分散性对白墨遮盖力的影响。通常，在大于可见光波长1/2的范围内，粒径越小，颗粒表面越光滑，钛白粉在树脂连结料中的分散性越好，其遮盖力也就越强。钛白粉着色力取决于钛白粉对可见光的散射能力，且其对油墨的着色力有直接影响，散射系数越大，着色力越强；钛白粉的折射率越高，着色力也越强。,-18100108672,24,行业对钛白粉的性能要求,钛白粉颗粒形状及光反射是否均匀，直接影响钛白粉的分散性能。如果钛白粉颗粒表面光洁、反射均匀，其分散性就好，所制备的白墨光泽度和白度也较好；反之，颗粒表面粗糙，漫反射增加，就会大大降低光泽度，分散性也差，直接影响白墨的白度和转印性能。,-18100108672,25,行业对钛白粉性能需求,胶印印刷油墨：憎水性，耐光耐候。凹版复合薄膜印刷油墨：优良着色力、高遮盖。烘烤型印铁白墨油墨：耐热。综合：白度好。润湿性好，易研磨。粒度小，易分散。遮盖度好，着色力好。耐候、耐热、耐光。抗水性好。,-18100108672,26,行业对钛白粉性能需求,油墨行业纸张印刷油墨：通用品牌用于中低档白墨。塑料印刷油墨：高光、高遮盖。织物印花油墨：要求高白度（可用R+A混合）。 金属/陶瓷/搪瓷玻璃印刷油墨：分散性、蓝色相。 化纤行业： 粒径分布、硬度。,-18100108672,27,钛白粉主要性能及影响白度。是具有光反射比高和色饱和度低的特殊颜色属性，是基于目视感知而判断反射物体所能显白的程度。是钛白粉对不同波长的光波吸收程度不同而形成的。,-18100108672,28,钛白粉主要性能及影响,CIE(CommissionInternationalsdelEclairage)是国际照明协会的简称，制定测量颜色的国际标准，对色值进行测定。CIE制定了L*，a*和b*值来测量色值，这种测量方法称为CIELAB。L*代表着明度，从明亮(此时L*=100)到黑暗(此时L*=0)之间变化。A*值表示颜色从绿色(-a*)到红色(+a*)之间变化，而b*值表示颜色从黄色(+b*)到蓝色(-b*)之间变化。,-18100108672,29,钛白粉主要性能及影响,色彩系统图示,-18100108672,30,钛白粉主要性能及影响,即使是同一化学成分的钛白粉，由于工艺路线、原料、设备、技术水平的不同也会产生颜色上的不同，色光固然取决于化学成分，但更重要的、经常起决定性作用的因素是它的粒子形状、大小、粒度分布、晶型、杂质含量等。,-18100108672,31,钛白粉主要性能及影响,煅烧 缺氧情况下煅烧，会形成钛的三价氧化物，呈现灰色调；焖烧通风不畅的时候，脱水段和脱硫段交叉过多，晶格有缺陷，会呈现黄暗或青色调。金红石含量也有影响。粉碎 粉碎时杂质的带入，比如铁，或者是除尘设备带入的油、水等杂质。,-18100108672,32,钛白粉主要性能及影响遮盖力。 可以定义为其遮盖背景对比颜色的能力。遮盖效应主要是由于二氧化钛导致的散射，或由于有色物质的存在而引起的吸收或这两种原因以使入射光强度减退时，就出现遮盖现象。遮盖力的光学本质是颜料和其周围介质的折射率之差造成的。金红石型钛白粉折射率为2.71，锐钛型钛白粉折射率为2.55，是遮盖力最高的白色颜料。,-18100108672,33,钛白粉主要性能及影响,遮盖力影响因素有它的晶型结构、折射率、对光的散射能力和吸收能力，也受粒径、粒径分布和分散性能的影响。一般说来，粒径越细遮盖力越大，在0.2微米时最大，小于可见光波长的一半时，反而下降。颜料常常以凝聚体形态存在，因此分散性也对遮盖力有影响。颜料体积浓度，在PVC30%时比较理想，浓度更大时反而下降。,-18100108672,34,钛白粉主要性能及影响,折射率随光的波长变化而变化，二氧化钛的折射率在可见光蓝光末端折射率增加，在黄光和红光波长区域内折射率有所降低，因而用二氧化钛制成的带有黄、红色调的涂料的遮盖力要比制成带蓝、灰色调涂料的遮盖力要低一些。,-18100108672,35,钛白粉主要性能及影响着色力着色力是二氧化钛的重要特性指标，即二氧化钛与另一种颜料混合后，混合物显示它本身颜色的能力。也就是说对白色颜料而言，它与一深色颜料混合后，混合物的颜色越浅，表示它的着色力（消色力）越强。相对消色力一般要求100，优秀的110.用雷诺数表示，R 1700，优秀的1900,-18100108672,36,钛白粉主要性能及影响,消色力能从侧面反映遮盖力的高低； 消色力的高低，会影响到肉眼对色相的 判断。相对消色力受底相影响较大。 中高PVC涂料配方中，填料(体质颜料)用量较大，细粒径填料使二氧化钛分布更均匀；大粒径填料使二氧化钛聚集，降低了二氧化钛的遮盖力。,-18100108672,37,钛白粉主要性能及影响 吸油量也是钛白粉的重要颜料性质之一， 它是100克钛白粉在达到完全润湿时需要用油的最低量。涉及到钛白粉在展色剂中的填充状态，并能说明它在介质中的分散性。它在涂料混炼前估计涂料的稠度，指导涂料的配方，并可初步推算其颜料体积浓度（PVC）。一般要求吸油量，金红石20 ，锐钛25溶剂涂料、粉末涂料、橡胶、油墨等要求吸油量低，高则粘度高，流平性不好。高PVC的涂料比较喜欢高吸油量的。吸油量会影响在油性介质里的分散性。,-18100108672,38,钛白粉主要性能及影响,影响吸油量的因素较多，如粒子较小时，比表面积大，粒子表面所包覆的油多，吸油量就高；凝聚和絮凝的颗粒多时，粒子之间的间隙较大，间隙中所需要填充的油多，吸油量也高；对于片状颗粒，在捏合时呈平行排列，孔隙小，吸油量低；针状或不规则形状的颗粒，由于孔隙较大，吸油量高；而接近球形的颗粒，理论上吸油量在40%左右。,-18100108672,39,钛白粉主要性能及影响细度目数(mesh)和粒径微米(m)的换算公式：目数孔径（微米数）1500045m筛余物，325目标准筛一般0.1%，优秀的0.01%细度与粒径相关但不是一个概念。以钛白粉粒子粒径为0.3m考虑，标准筛孔径可以通过150粒并排的粒子，由此知，目测的颗粒，都是多个钛白粉粒子的聚集体。,-18100108672,40,钛白粉主要性能及影响钛白粉的耐光性和耐候性是衡量钛白粉应用性能的重要指标，只有将钛白粉应用到相关的应用领域（如汽车漆、型材等）后，此指标才具有意义。此外，衡量钛白粉的耐光性和耐候性要确保其应用载体的耐候性要优于钛白粉。影响钛白粉耐候性指标的主要因素有其化学成分、包膜物质的化学形态、晶体结构、应用配方等。涂膜中二氧化钛在405纳米以下光波中，成为光催化剂。经过大气层过滤，300纳米以下光基本透射不过来。,-18100108672,41,钛白粉主要性能及影响钛白粉的光泽度是衡量钛白粉应用性能的重要指标，通常钛白粉没有光泽，只有将钛白粉应用到相关的应用领域（如汽车漆、油墨、型材、色母粒等）后，此指标才具有意义。,-18100108672,42,钛白粉主要性能及影响钛白粉的挥发分主要指含水量。因为其表面存在很高的能量和羟基，因此其表面总是要吸附一定的水分来降低其表面能，吸附的水分与钛白粉的表面有机处理，及其存放环境的湿度和温度有关。钛白粉挥发分的高低不能判定其产品的优劣，要视其应用体系而定。一般情况对于水性体系挥发分的高低对应用影响不大，但对于溶剂型体系及聚烯烃等体系，就要求挥发分越低越好，因为挥发分高会影响到其在体系中的分散性及产品质量。,-18100108672,43,钛白粉主要性能及影响分散性指标是钛白粉重要的应用指标。分散性又称研磨分散性或研磨润湿性。分散性的好坏不仅影响到钛白粉的消色力、遮盖力、吸油量等指标，而且也影响涂料成膜或型材成型的光泽和耐候性。在涂料研磨分散时，分散性的好坏直接影响研磨分散时间的长短，是涂料生产时的重要经济指标之一，而且研磨时间过长还会增加设备污染，使产品白度变差。在塑料色母粒或型材生产中，分散性的好坏直接影响到更换机头筛网的周期及最终产品的性能。红磨指数5.0 黑格曼指数7.0一般改善分散性的方法是相应的有机包膜,-18100108672,44,钛白粉主要性能及影响,影响分散性的因素主要有粒径、比表面积、表面自由能、表面电荷、pH、极性、表面吸附状态等，也与展色剂有关。分散性影响着消色力、遮盖力等，也影响成品的光泽度和耐候性。,-18100108672,45,钛白粉主要性能及影响pH值。在油墨中使用时，较低的pH值会使得油墨，特别是水性体系的着色强度变低，体系变得粘稠（印墨成分间的作用会被改变，各组分开始分离或分裂而产生泥泞的现象，排除吸油量因素）；较高或较低的pH值会使得涂料的体系发生性质的改变，涂层易皲裂，流平性差，干燥慢；塑料行业和化纤行业对pH值的要求各不相同。塑料行业需要较高些的pH；造纸工业中，pH值通过对涂料的影响，可以改变涂布纸的印刷光泽度和对印刷油墨的吸收性，一般稍高一点较好。 6.5pH值 8.0,-18100108672,46,钛白粉主要性能及影响耐热性。在一定温度下抗颜色变化的性能使用钛白粉的产品加工时或者该产品在使用时要被加热的场合有严格要求，如：粉末涂料、塑料型材、橡胶、色母粒等行业要求钛白粉受热时不返黄，热稳定性好；未经后处理的产品与经过后处理，特别是有机处理的产品差别较大；煅烧后粉碎至成品包装过程中避免油类进入。,-18100108672,47,钛白粉主要性能及影响纯度对纯度有要求的一般是特殊行业：电子行业（电容器、压电陶瓷）、冶金（特种钢材、硬质合金）、化纤、医药、食品、化妆品等,-18100108672,48,钛白粉主要性能及影响金红石转化率指的是钛白粉中，金红石的量占二氧化钛总量的比值，与产品中二氧化钛含量不同，也不是金红石含量；,-18100108672,49,钛白粉主要性能及影响,水溶性盐产品中含有可以溶于水的成分的含量；水溶性盐高会导致涂料发胀、胶凝、起碱等现象，会导致绝缘性材料的绝缘性差；水溶性盐高会导致电泳漆在涂敷过程中的电导性太好而使得涂膜不均或出现气孔等；水溶性盐高也会导致涂料的耐冲刷性下降。,-18100108672,50,钛白粉主要性能及影响,电阻率 电阻率是指一定量的钛白粉溶解到一定量的蒸馏水后，水的的电阻。电阻率越小导电性能越好，说明钛白粉的金属离子杂质含量越高，电阻率越高钛白粉含金属离子杂质越少。金红石60m，锐钛 20 m 好的金红石型钛白粉电阻率一般100 m,
