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    鈦白粉性能及其在涂料中的作用和應用

      發(fā)布時(shí)間:2018/5/18  

      1.顏料級鈦白粉的分類(lèi)和質(zhì)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(chēng)為R型和A型。未經(jīng)后處理的金紅石型和銳鈦型分別稱(chēng)為RI型和AI型;經(jīng)過(guò)后處理的金紅石型和銳鈦型分別稱(chēng)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(xiāo)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(jīng)后處理的,BA0102和BA0103是經(jīng)過(guò)后處理的。我國顏料鈦白粉的質(zhì)量標準參見(jiàn)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(gè)型號,使許多新開(kāi)發(fā)的、引進(jìn)的和專(zhuān)用的鈦白粉品種無(wú)法與我國現行標準對照使用。同時(shí)我國生產(chǎn)廠(chǎng)和用戶(hù)長(cháng)期以來(lái)只依照國家標準來(lái)控制和驗收產(chǎn)品質(zhì)量,而不是根據用戶(hù)需求通過(guò)變更工藝過(guò)程,生產(chǎn)出滿(mǎn)足客戶(hù)不同需求的產(chǎn)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(jīng)過(guò)包膜后處理呢?原因是經(jīng)過(guò)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(zhì)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(zhì)量都比進(jìn)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(chǎn)金紅石型鈦白粉至今仍抵御不了進(jìn)口金紅石型鈦白粉的競爭,以至每年都要進(jìn)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(wú)毒、物理和化學(xué)性質(zhì)穩定,并且具有優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)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(yè)所消耗。隨著(zhù)中國汽車(chē)工業(yè)、建筑工業(yè)和水性涂料的迅速崛起,涂料工業(yè)不僅從數量上需要更多的鈦白粉,而且對質(zhì)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(zhì)的折射率之差來(lái)決定的,它們的相對數值可根據公式計算出來(lái)。金紅石型鈦白粉的反射系數比銳鈦型鈦白粉高25%~30%,說(shuō)明若與銳鈦型鈦白粉產(chǎn)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(xué)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(chē)、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(lái)的色彩,還能賦于涂膜鮮艷的色彩,達到美觀(guān)和裝飾的作用。同時(shí)顏料與固著(zhù)劑緊密結合,融成一體,能增強涂膜的機械強度和附著(zhù)力,防止裂紋,并且能增加涂膜厚度,防止紫外線(xiàn)及水分等的穿透,提高涂膜耐老化性能,延長(cháng)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(xué)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(zhù)力,防止裂紋,防止紫外線(xiàn)和水分的透過(guò),從而推遲老化,延長(cháng)漆膜壽命。同時(shí)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(chǎn)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(shù)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(diǎn)。因為鈦白粒子細小而均勻,光化學(xué)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(gè)涂料中顏料的用量,同時(shí)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(yōu)越的性能,以至成為涂料生產(chǎn)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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