钛白粉性能及其在涂料中的作用和应用

 

    目前我国使用的型号与国际惯例有所不同。颜料钛白粉只分3种，即BA0101型、BA0102型和BA0103型。BA0101型和BA0102型为锐钛型，BA0103型为金红石型，BA0101是未经后处理的，BA0102和BA0103是经过后处理的。我国颜料钛白粉的质量标准参见GB/T1706—93。

 

    我国的标准与国外标准差距很大。特别是金红石型钛白粉只有一个型号，使许多新开发的、引进的和专用的钛白粉品种无法与我国现行标准对照使用。同时我国生产厂和用户长期以来只依照国家标准来控制和验收产品质量，而不是根据用户需求通过变更工艺过程，生产出满足客户不同需求的产品。据悉我国很快就要出台新的标准。

 

    为什么BA0102锐钛型和BA0103金红石型的钛白粉要经过包膜后处理呢?原因是经过包膜后处理后，钛白粉的水溶物降低，不易凝聚，吸油量降低，并且白度、电阻率、消色力、遮盖力、颜料研磨分散性、漆浆贮存稳定性、漆膜耐水性、耐光性、耐候性和耐久性等都得到提高，从而提高钛白粉的质量。

 

    在我国不论采取硫酸法还是氯化法，制备的金红石型钛白粉的质量都比进口的R一930和R一902等金红石型钛白粉差，主要表现在消色力低、遮盖力低、耐候性差、油分散性差、吸油量高。因此国产金红石型钛白粉至今仍抵御不了进口金红石型钛白粉的竞争，以至每年都要进口大量金红石型钛白粉。

 

    2.颜料级钛白粉的性能和用途

 

    基于颜料级钛白粉具有折射率高、消色力强、遮盖力大、分散性好、白度好、无毒、物理和化学性质稳定，并且具有优良的光学、电学性能。因此其用途十分广泛，涂料、塑料、造纸、化纤、油墨、橡胶、化妆品等都要用到颜料级钛白粉。其中用量最大的是涂料，约占57%。特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。随着中国汽车工业、建筑工业和水性涂料的迅速崛起，涂料工业不仅从数量上需要更多的钛白粉，而且对质量要求更高、品种要求更多。

 

    金红石型钛白粉的折射率为2.76，锐钛型钛白粉的折射率为2.55。遮盖力是由颜料的折射率和介质的折射率之差来决定的，它们的相对数值可根据公式计算出来。金红石型钛白粉的反射系数比锐钛型钛白粉高25%~30%，说明若与锐钛型钛白粉产生同等的遮盖力，则金红石型钛白粉的用量可以减少25%～30%。另外，金红石型钛白粉的结构致密，比较稳定，光化学活性小，能耐紫外光的照射，在室外不易粉化，耐候性、光泽度比锐钛型钛白粉好。因此广泛用于高度耐候性的各种高级船舶、桥梁、汽车、建筑等室外用涂料，其在涂料的用量约占70%，而锐钛型钛白粉易粉化、易泛黄，一般只用于室内涂料或底漆，其用量只占涂料所用钛白粉的30%。

 

    3.颜料级钛白粉在涂料中的作用

 

    涂料是由基料、颜料、填料、溶剂和助剂等组成的黏稠悬浮液。将其涂布在物体表面形成一层坚韧的涂膜，对物体起到装饰和防护的作用。

 

    涂料中的颜料具有一定的遮盖力，它不仅能遮住被涂物面原来的色彩，还能赋于涂膜鲜艳的色彩，达到美观和装饰的作用。同时颜料与固着剂紧密结合，融成一体，能增强涂膜的机械强度和附着力，防止裂纹，并且能增加涂膜厚度，防止紫外线及水分等的穿透，提高涂膜耐老化性能，延长使用寿命。

 

    不论溶剂型还是水性涂料，若使用了钛白粉，其作用不仅仅是遮盖和装饰，更重要的作用是改善涂料的物化性能，增强化学稳定性，以至提高遮盖力、消色力、防腐蚀性、耐光、耐候性，增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分的透过，从而推迟老化，延长漆膜寿命。同时还可节省用料和增多品种。

 

    在颜料中，白色颜料用途最广，白色涂料和浅色涂料都要用到它，所以在涂料生产中，白色颜料的用量要比其他颜料多得多。涂料常用的白色颜料有锌白、锌钡白、钛白等。由于有些合成树脂涂料聚合度较大，若加入锌白，则因锌白有碱性，与涂料中的游离脂防酸作用而有变稠的倾向;若加入锌钡白，则耐候性差。但是使用了钛白就可以改善上述缺点。因为钛白粒子细小而均匀，光化学稳定性高，在遮盖力方面，金红石型钛白是锌白的7倍、是锌钡白的5.56倍，锐钛型钛白是锌白的5.57倍、是锌钡白的4.3倍;在消色力方面，金红石型钛白是锌白的8.3倍，是锌钡白的6.25倍，锐钛型钛白是锌白的6.4倍，是锌钡白的4.8倍。在使用效果方面，1t钛白至少相当于4t锌钡白;在使用寿命方面(指室外抗粉化性)，用钛白作颜料的涂层比锌钡白作颜料的涂层高3倍。因此，使用钛白可以大大降低整个涂料中颜料的用量，同时制成的涂料色彩鲜艳、不易泛黄、耐光、耐热、耐磨、耐候、耐碱、耐硫、耐稀酸。正是由于钛白具有比锌白、锌钡白更优越的性能，以至成为涂料生产中必不可少的最好的白色颜料。钛白用量占涂料用颜料总量的90%以上，占涂料用白色颜料的95%以上。在涂料原材料成本中占10%～25%。