二氧化钛是一种重要的白色颜料,可分为锐钛矿型和金红石型。与铅白、锌白、锌钡白等传统白色颜料相比,钛白粉具有折射率高、消色力强、遮盖力大、无害等诸多优异性能,被誉为非常好的白色颜料。。用于涂料、塑料、化纤、陶瓷等行业。其中涂料用量很大,约占钛白粉总量的60%左右。那么二氧化钛在涂料中是如何使用的呢?
一、钛白粉在涂料中的作用
涂料主要由成膜物质、颜料、溶剂和添加剂四部分组成。油漆中的颜料具有一定的遮盖力。它不仅可以遮盖被涂物原本的颜色,还可以赋予涂层鲜艳的色彩。达到亮丽、美化的装饰效果。同时颜料与固化剂和基料紧密结合,可增强涂膜的机械强度和附着力,防止开裂或脱落,并增强涂膜厚度,防止渗透防止紫外线或湿气的照射,提高涂装质量。涂膜的抗老化和耐久性能延长了涂膜和被保护物体的使用寿命。
颜料中,大量使用白色颜料。涂料中白色颜料的性能要求是:①白度良好;②良好的研磨性和润湿性;③耐候性好;④化学稳定性好;⑤ 粒径小,遮盖力和消除力强。着色力高,遮盖力和光泽度良好。
二氧化钛是一种常用于涂料的白色颜料。其产量占无机颜料的70%以上,消耗量占白色颜料总消耗量的95.5%。目前,世界上约60%的钛白粉用于制造各种涂料,特别是金红石型钛白粉,大部分被涂料工业消耗。用钛白粉制成的涂料颜色鲜艳、遮盖力高、着色力强、用量低、品种多。它们保护介质的稳定性,增强油漆薄膜的机械强度和附着力,防止裂纹,并防止紫外线。和水分渗透,延长油漆薄膜的寿命。多彩图案油漆s中几乎每一个图案的配色都离不开二氧化钛。
不同类型、不同用途的涂料对钛白粉的要求不同。例如,粉末涂料要求使用分散性好的金红石型钛白粉。锐钛矿型二氧化钛消色力低,光化学活性强。用于粉末涂料时,涂膜容易泛黄。硫酸法生产的金红石型钛白粉具有价格适中、分散性好、遮盖力和消色力好等优点,非常适合室内粉末涂料。户外粉末涂料用钛白粉除具有良好的分散性、遮盖力和消色力外,还要求具有良好的耐候性。因此,户外粉末涂料一般采用氯化法生产的金红石型钛白粉。
2、钛白粉主要质量波动对涂料的影响分析
1)白度
钛白粉作为涂料的白色颜料,其白度非常重要,是涂料要求的关键质量指标之一。钛白粉白度不好会直接影响涂膜的外观。影响钛白粉白度的主要因素是其中有害杂质的含量,因为钛白粉对杂质非常敏感,尤其是金红石型钛白粉。
因此,即使是微量的杂质也会对钛白粉的白度产生显着的影响。氯化法生产的二氧化钛的白度往往优于硫酸法生产的二氧化钛。这是因为氯化法生产钛白粉所用的原料四氯化钛经过蒸馏纯化,杂质含量较少,而硫酸法生产钛白粉所用的原料杂质含量较高,杂质只能去除。通过洗涤和漂白等技术手段去除。
2)遮盖力
遮盖力是每平方厘米被涂物体的表面积。当完全覆盖相同面积时,所用钛白粉的遮盖力越大,涂膜可以越薄,所需涂布量越小,所需钛白粉就越少。如果钛白粉的遮盖力下降,达到同样的遮盖效果所需的钛白粉用量增加,生产成本就会增加,而且钛白粉用量的增加会导致涂料中钛白粉的添加量增加。难以均匀分散,发生聚集,也会影响油漆的覆盖效果。
3)耐候性
涂料对钛白粉的耐候性要求很高,特别是户外表面涂料,需要高耐候性或超高耐候性钛白粉。如果使用耐候性较低的钛白粉,涂膜会出现褪色、变色、粉化、龟裂、剥落等问题。金红石型二氧化钛的晶体结构比锐钛矿型二氧化钛更接近,光化学活性较低。因此其耐候性远高于锐钛型钛白粉。因此,涂料中使用的钛白粉基本上都是金红石型钛白粉。提高钛白粉耐候性的主要方法是进行无机表面处理,即在钛白粉颗粒表面包覆一层或多层无机氧化物或水合氧化物。
4)分散
二氧化钛是一种超细颗粒,具有较大的比表面积和较高的表面能。颗粒之间容易聚集,难以在涂料中稳定分散。钛白粉分散性差,会直接影响其在涂料中的消色力、遮盖力、表面光泽等光学性能,还会影响涂料的储存稳定性、流动性、流平性、涂膜耐久性和防腐性。此外,也会影响涂料的生产成本,因为研磨和分散作业的能耗较高,占涂料制造过程总能耗的大部分,仪器设备的损耗也较大。