鈦白粉性能及其在涂料中的作用和應(yīng)用

 

    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)過后處理的。我國顏料鈦白粉的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參見GB/T1706—93。

 

    我國的標(biāo)準(zhǔn)與國外標(biāo)準(zhǔn)差距很大。特別是金紅石型鈦白粉只有一個(gè)型號，使許多新開發(fā)的、引進(jìn)的和專用的鈦白粉品種無法與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對照使用。同時(shí)我國生產(chǎn)廠和用戶長期以來只依照國家標(biāo)準(zhǔn)來控制和驗(yàn)收產(chǎn)品質(zhì)量，而不是根據(jù)用戶需求通過變更工藝過程，生產(chǎn)出滿足客戶不同需求的產(chǎn)品。據(jù)悉我國很快就要出臺新的標(biāo)準(zhǔn)。

 

    為什么BA0102銳鈦型和BA0103金紅石型的鈦白粉要經(jīng)過包膜后處理呢?原因是經(jīng)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(wěn)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(xiàn)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(qiáng)、遮蓋力大、分散性好、白度好、無毒、物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)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。隨著中國汽車工業(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(shù)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)的折射率之差來決定的，它們的相對數(shù)值可根據(jù)公式計(jì)算出來。金紅石型鈦白粉的反射系數(shù)比銳鈦型鈦白粉高25%~30%，說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(jié)構(gòu)致密，比較穩(wěn)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、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(nèi)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(jiān)韌的涂膜，對物體起到裝飾和防護(hù)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(dá)到美觀和裝飾的作用。同時(shí)顏料與固著劑緊密結(jié)合，融成一體，能增強(qiáng)涂膜的機(jī)械強(qiáng)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(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性，以至提高遮蓋力、消色力、防腐蝕性、耐光、耐候性，增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)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(shí)還可節(jié)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?yàn)殁伆琢Ｗ蛹?xì)小而均勻，光化學(xué)穩(wěn)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(dāng)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%。