鈦白粉在涂料中的作用
鈦白粉是一種重要的白色顏料,可分為板鈦型、銳鈦型和金紅石型,板鈦型很不穩(wěn)定。跟傳統(tǒng)的鉛白、鋅白、鋅鋇白等白色顏料相比,鈦白粉具有折射率高、 消色力強(qiáng)、遮蓋力大、無(wú)毒等多種優(yōu)異性能,被稱為很好的白色顏料。應(yīng)用在涂料、塑料、化纖、陶瓷等行業(yè)。其中涂料用量很大,約占鈦白粉總量的57%。那么鈦白粉如何應(yīng)用到涂料中呢?
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一、鈦白粉在涂料中的作用
涂料主要由成膜物質(zhì)、 顏料、 溶劑和助劑等四個(gè)部分組成,涂料中的顏料具有一定的遮蓋力,它不僅能遮蓋住被涂物體原來(lái)的顏色,而且能賦予涂膜鮮艷的色彩,實(shí)現(xiàn)亮化美化的裝飾效果。同時(shí),顏料與固化劑和基材緊密結(jié)合, 融為一體,能增強(qiáng)涂膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力, 防止開(kāi)裂或脫落, 并且能夠增強(qiáng)涂膜的厚度,阻止紫外線或水分的穿透,提高涂膜的抗老化和耐久性能,延長(zhǎng)涂膜和被保護(hù)物體的使用壽命。
而顏料中,白色顏料的用量很大,涂料對(duì)白色顏料的性能要求:
①白度好;
②研磨潤(rùn)濕性好;
③耐候性好;
④化學(xué)穩(wěn)定性好;
⑤粒度小,遮蓋力和消色力高,不透明度和光澤度好。
鈦白粉是涂料用較多的一種白色顏料,其產(chǎn)量占無(wú)機(jī)顏料的70%以上,消費(fèi)量占白色顏料總消費(fèi)量的95.5%。目前, 世界上約60%的鈦白粉用于制造各種涂料, 特別是金紅石型鈦白粉,大部分被涂料工業(yè)所消耗。用鈦白粉制造的涂料,色彩鮮艷, 遮蓋力高, 著色力強(qiáng), 用量省, 品種多, 對(duì)介質(zhì)的穩(wěn)定性起保護(hù)作用,并能增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力, 防止裂紋, 防止紫外線和水分透過(guò),延長(zhǎng)漆膜壽命,多彩花紋涂料中幾乎每一個(gè)圖案的配色都離不開(kāi)鈦白粉。
不同種類不同用途的涂料對(duì)鈦白粉有不同的要求,如粉末 涂料就要求用分散性好的金紅石型鈦白粉。銳鈦型鈦白粉消色力低,光化學(xué)活性強(qiáng),用于粉末涂料中,涂膜容易出現(xiàn)黃變。而硫酸法生產(chǎn)的金紅石型鈦白粉具有價(jià)格適中、分散性好,遮蓋力和消色力好等優(yōu)點(diǎn),非常適合用于戶內(nèi)粉末涂料。而戶外粉末涂料用鈦白粉除了求分散性、遮蓋力和消色力好外,還要求具很好的候性,因此戶外粉末涂料用鈦粉一般氯化法生產(chǎn)的金紅石型鈦白粉。
二、鈦白粉主要質(zhì)量波動(dòng)對(duì)涂料的影響分析
1白度
鈦白粉作為涂料的白色顏料,其白度重要,是涂料要求的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)之一,鈦白粉白度差,會(huì)直接影響涂膜的外觀。影響鈦白粉白度的主要因素是其中有害雜質(zhì)的種類含量,因?yàn)殁伆追蹖?duì)雜質(zhì)非常敏感,尤其是金紅石型鈦白粉。
所以,即使是微量的雜質(zhì),也會(huì)對(duì)鈦白粉白度產(chǎn)生明顯的影響。氯化法工藝生產(chǎn)的鈦白粉白度往往比硫酸法工藝生產(chǎn)的好,這是因?yàn)槁然üに嚿a(chǎn)鈦白粉所用的原料四氯化鈦已經(jīng)蒸餾凈化,本身雜質(zhì)含量少,而硫酸法工藝所用的原料雜質(zhì)含量高,只能通過(guò)洗滌和漂白等工藝技術(shù)來(lái)除掉雜質(zhì)。
2遮蓋力
遮蓋力為每平方厘米被涂物體的表面積,在達(dá)到完全被遮蓋時(shí),涂同樣的面積,所用鈦白粉的遮蓋力越大,涂膜便可以越薄,所需的涂料量越少,則所需要鈦白粉的量也越少,如果鈦白粉遮蓋力降低,為達(dá)到同樣的遮蓋效果,所需要的鈦白粉量增加,則生產(chǎn)成本就會(huì)增加,且鈦白粉用量增加,會(huì)導(dǎo)致鈦白粉在涂料中難以分散均勻,出現(xiàn)聚集,同樣會(huì)影響涂料的遮蓋效果。
3耐候性
涂料對(duì)鈦白粉的耐候性要求高,尤其是戶外用表面涂料,要求高耐候性或耐候性的鈦白粉。使用耐候性低的鈦白粉,涂膜會(huì)出現(xiàn)褪色、變色、粉化、開(kāi)裂、剝落等問(wèn)題。金紅石型鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)比銳鈦型鈦白粉的結(jié)構(gòu)更為緊密,光化學(xué)活性低,因而耐候性也遠(yuǎn)高于銳鈦型鈦白粉,所以涂料用鈦白粉基本上全是金紅石型鈦白粉。提高鈦白粉耐候性主要的方法是對(duì)其進(jìn)行無(wú)機(jī)表面處理,即在鈦白粉粒子表面包覆一層或多層無(wú)機(jī)氧化物或水合氧化物。
4分散性
鈦白粉為超細(xì)粒子,比表面積大,表面能高,顆粒之間容易發(fā)生聚集,在涂料中難以穩(wěn)定分散。鈦白粉分散性差會(huì)直接影響其在涂料中的消色力、遮蓋力和表面光澤度等光學(xué)性能,而且還會(huì)影響涂料的貯存穩(wěn)定性、流動(dòng)性、流平性、 涂層耐久性、防腐蝕 性和導(dǎo)電性等應(yīng)用性能, 此外, 還會(huì)影響涂料的生產(chǎn)成本, 因?yàn)檠心シ稚⒆鳂I(yè)的能耗高,占涂料制造過(guò)程總能耗的大部分, 且儀器設(shè)備的損耗大。
今年來(lái)鈦白粉的需求量不斷上漲,尤其是應(yīng)用于鋰電航行業(yè)的鈦白粉,仍需依賴進(jìn)口。涂料作為鈦白粉的下游,受到環(huán)保風(fēng)暴的影響,大量中小企業(yè)被關(guān)停。未來(lái)鈦白粉在涂料市場(chǎng)用量也將減少。
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