钛白粉在不同塑料中的性能要求

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1、钛白粉钛白粉有两种主要结晶形态：锐钛型（Anatase ） ，简称 A 型和金红石型(Rutile) ，简称 R 型。工业用钛白粉都是无味无臭的白色粉末，粒径为 0.20.5m的初级粒子，粒子細小而均匀，稳定性好，遮盖力、消色力高，特別是金红石型二氧化钛更具有结构稳定，耐候性好的特点，钛白粉已成为涂料生产中必不可少的白色颜料品种。一、 物理性质1）相对密度在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。2）熔点和沸点由于锐钛型在高温下会转变成金红石型，因此锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型

2、二氧化钛的熔点为 1850、空气中的熔点为(183015)、富氧中的熔点为 1879，熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为为(3200300)，在此高温下二氧化钛稍有挥发性。3）介电常数由于二氧化钛的介电常数较高，因此具有优良的电学性能。在测定二氧化钛的某些物理性质时，要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低，只有 48。4）电导率二氧化钛具有半导体的性能，它的电导率随温度的上升而迅速增加，而且对缺氧也非常敏感。金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件。5）硬度按莫氏硬度十分制标度，金红石型二氧化钛为 6

3、6.5 ，锐钛型二氧化钛为 5.56.0 ，因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型。6）吸湿性二氧化钛虽有亲水性，但其吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系，表面积大，吸湿性高，还与表面处理与性质有关。7）热稳定性 二氧化钛属于热稳定性好的物质。二、 化学性质二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于氢氟酸。但在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。 这一种光化学活性，在紫外线照射下

4、锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉既是某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。钛白粉的主要成分是 TiO2,他兼有锌白的持久性和铅白的遮盖性, 是高档白色颜料,最大的优点是无毒,在高级化妆品中作为增白剂 .其覆盖能力强 ,折射率高,也用来做高级白色油漆.也可用作高级铜版纸的表面覆盖剂,以及用来生产增白尼龙 .陶瓷中加入可以提高陶瓷的耐酸性. 钛白还具有半导体性能 ,以其无毒,价廉, 催化活性高的特点,成为多项光催化反应中最常用的半导体材料.还可用作乙醇脱水 ,脱氢的催化剂. 钛白粉是一种广泛应用的化工品，而塑料领域是钛白粉的第二大用户，钛白粉为塑料行业的可持续发展

5、做出了重大的贡献。那么，钛白粉在塑料加工中发挥着怎样的作用呢？对此问题，专业人士认为，钛白粉在塑料行业的作用主要有两个方面，一个是作为白色颜料的基本使用，提供遮盖作用( 白色着色) ；第二个作用是阻碍紫外线，作为紫外线屏弊剂使用，为户外使用的塑料制品提供良好的耐候性。塑料由于类型多样，对钛白粉的使用要求也有所不同。普通塑料生产所用的钛白粉，一般不要求太高的耐候性，更侧重于颜料性能方面的要求，因而可用一般质量的钛白粉，而用于特殊塑料，如 PVC 异型材生产的钛白粉在性能要求上就比较讲究。PVC 异型材作为户外制品使用，耐候性是最重要的性能之一。它的耐候性，主要依赖于钛白粉，因此高耐候性是钛白粉最

6、为基础的要求。当然钛白粉在异型材中也扮演着颜料的作用，提供良好的外观色泽也是必须的。硬质 PVC 异型材配方很复杂，加工难工高，要求钛白粉不影响其他组份的加工性能，并满足高温加工对钛白粉耐热性的要求等等。概而言之，一般塑料不强调耐候性，而是主要看重其颜料的基本性能。而异型材对钛白粉的要求，可以说耐候性是最基本的要求。因此硬质 PVC 异型材使用的是高耐候金红石型钛白粉。塑料加工的成型工艺主要包括注塑、挤出、压延、吹膜、中空成型等等，其中硬质 PVC 异型材是挤出成型。各种成型工艺在加工时必须对原辅料进行加热和剪切，各组份均匀混合，因此共同的要求是：钛白粉应满足基本的耐热性要求、应易于分散、不影

7、响其他组份的加工性能等等，所不同的主要是对制品后期应用性能的不同影响。地域不同，对钛白粉的要求也是不一样的。由于不同地区的环境温度不同，对塑料型材的要求也不相同。在严寒与寒冷的地区，应适当增加抗冲击改性剂或采用新型抗冲击改性剂 ACR 取代原抗冲击改性剂 CPE，以提高塑料型材的抗冲击性能;而在炎热、紫外线辐射强度高的地区，应适当增加钛白粉、紫外线吸收剂的剂量，以提高塑料型材的抗老化性能。在沿海地区的高层建筑，应使用 A、B 类壁厚(2.8mm 或 2.5mm)、型腔较大的塑料型材，来提高塑料门窗的抗风压的性能。钛白粉在塑料 制品中的应用，除了利用它的高遮盖力、高消色力及其他颜料性能外，它还能

8、提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性能，使塑料制品免受 uv 光的侵袭，改善塑料制品的机械性能和电性能。由于塑料制品比油漆和油墨的涂膜厚得多，因此它不需要太高的颜料体积浓度，加上它遮盖力高，着色力强，一般用量只有 3%5%。几乎所有热固性和热塑性的塑料中都使用它，如聚烯烃类(主要是低密度的聚乙烯) 、聚苯乙烯、abs 、聚氯乙烯等，它既可以与树脂干粉混合，也可以与含增塑剂的 液体相混合，还有一些是把钛白粉先加工成色母粒后在使用。大多数塑料用钛白粉粒径都较细，通常涂料用钛白粉的粒径为 0.20.4m，而塑料用钛白粉的粒径为 0.150.3m，这样可以获得兰色底相，对大多数带黄相的树脂或易泛黄的树脂有

9、遮蔽作用。普通型塑料用钛白粉一般不经过表面处理，因为采用常规的水合氧化铝这类无机物包膜的钛白粉，在相对湿度 60%时，其吸附平衡水在 1%左右， 当塑料在高温挤出加工时，水分蒸发会导致光滑的塑料表面出现气孔，这种未经无机物包膜的钛白粉，一般都要经过有机表面处理(多元醇、硅烷或硅氧烷 )，因为塑料用钛白粉与 涂料用钛白粉不同，前者是在低极性的树脂中，通过剪切力加工混合，有机表面处理后的钛白粉，在适当的机械剪切力下，就能比较好地分散。随着塑料制品应用范围的不断扩大，许多外用塑料制品，如塑料门窗、建筑材料等室外用塑料产品，对耐候性也有很高的要求，除了必须使用金红石钛白粉外，还需要进行表面处理，这种表

10、面处理一般不加锌，只加硅、铝、锆等。硅具有亲水去湿作用，可防止塑料高温挤出时因水分蒸发而产生气孔，但这些表面处理剂的量一般不太多。塑料的组成包括树脂、填料、增塑剂及其他助剂(如着色剂、防老剂、阻燃剂等) ，按产品加工方式可分为塑料薄膜的挤出吹塑成型工艺、塑料板材的挤出成型工艺和塑料注射成型工艺，例如：塑料薄膜的挤出吹塑成型工艺：树脂、填料、助剂 制母粒 配料(母粒加树脂) 吹膜 塑料薄膜该工艺采用的主要设备有双辊开炼机、吹膜机等。塑料注射成型工艺包括塑化、注射和模塑冷却三个阶段，常用设备有栓塞式注射机、螺杆式注射机等。塑料制品对钛白质量要求是：1) 遮盖力：遮盖力好的钛白，生产出来的塑料制品更

11、轻更薄;2) 白度：决定浅色或白色塑料制品的外观;3) 分散性：影响塑料制品生产成本，分散不好的钛白在塑料制品中会影响制品的光滑度和光亮度;4) 耐候性：室外使用的塑料制品以及塑料门窗等必须保证钛白的耐候性能。色母粒塑料色母粒是一种高浓缩、高效能的颜色配置品，即颜料以超常浓度均匀分布在载体树脂中，并形成一定粒径的颗粒。它主要由核心层(颜料)、偶联层(偶联剂或 表面活性剂)、分散层(润滑剂或分散剂)、增混层(载体树脂) 等组成，在塑料中作为染色剂使用，广泛用于吹膜、注塑、热压、注塑等塑料制品的生产，色母粒着色效果优越，使用方便，节约能源，使用时无粉尘和污水，因此备受用户的青睐。色母粒的发展速度很

12、快，加之色母粒生产工艺简单，投资少目前国内的色母粒厂 数以百计，生产规模、技术水平参差不齐，小的年产几十吨，大的上万吨，产品竞争日趋激烈，生产企业利润呈下降趋势，多数色母粒产品的质量低下。据不完全统 计，用于色母粒生产的钛白每年 23 万吨，所使用的金红石分为高中低三档，高档的使用进口金红石，中档的使用国产金红石，低档的使用国产锐钛型钛白。中国最大的色目粒生产公司惠州太阳神化工，使用进口钛白生产的色母粒主要用于出口，使用国产钛白生产的色母粒满足国内市场。由于竞争激烈，使用锐钛型钛白的色母粒还有增加的趋势。色母粒可用于对聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和 abs 塑料配色。其主要成分有颜料、树

13、脂、分散剂、体积颜料、荧光增白剂、抗氧剂、抗紫外线剂、抗静电剂、增韧剂、光亮剂等，钛白粉在其中作为白色颜料使用，具有无毒、化学性质稳定、遮盖力高、分散性好等优点。色母粒生产工艺有几种，典型的如：颜料、树脂、分散剂、体积颜料、其他助剂 高速搅拌机双螺杆机挤出 色母粒色母粒是作为工业原料，性能优劣通常是在后续产品应用中表现出来(如吹膜或注塑) ，因此，钛白在色目粒中的性能也主要体现在色母粒的应用过程中。主要体现在以下几个方面：1) 钛白的着色能力：决定相同塑料制品颜色使用的钛白量;2) 钛白的白度：决定钛白含量相同的浅色(白色) 塑料制品的外观 ;3) 钛白的分散性：影响色目粒生产成本和塑料制品的

14、外观、光泽等指标;4) 钛白的加工性能：影响色母粒生产成本。色母行业用钛白粉的关键质量指标 白度 钛白粉作为一种优质的白色颜料，颜色是色母行业要求的关键质量指标之一，一般用白度来表征。目前，国内多数企业都采用油相白度和干粉白度。不管采用哪种白度，均必须有一参考的标准样品进行对比分析。在硫酸法生产钛白粉工艺中，影响白度的因素很多。关键是水解质量和原始粒径的大小;其次还有水洗工艺和煅烧工艺中对杂质的洗涤情况、煅烧温度和进料量等。 水溶物 钛白粉中可溶性盐含量的高低，影响钛白粉稳定性、耐候性、防水性、绝缘性，甚至影响其水分散性，因此，钛白粉生产企业必须控制这一指标。影响水溶性盐的因素主要是水质和盐处

15、理配方，由于各个企业盐处理配方和水质的差异，往往水溶性盐波动较大，使钛白粉的应用有了一定的局限。 分散性 在色母行业中，一般注重钛白粉的油分散性。对于钛白粉的油分散性，目前国内没有一个统一和完善的检测方法，使得企业之间可比性不强。所谓钛白粉的油分散性是指铁白粉在油性溶剂中，能够很好地分散并达到稳定化。一般用醇酸树脂和油漆溶剂油混合溶剂，和钛白粉搅拌均匀后，用刮板细度进行粗略检测。它的影响因素首先是检测手段的误差很大;其次是钛白粉的后处理，如煅烧、研磨、粉碎以及包膜处理等。 遮盖率 钛白粉的遮盖率是很重要的应用指标，在涂料、塑料、油漆以及色母等行业都非常关注这一指标。目前，国内锐钛型钛白粉遮盖率

16、差异很大，不同的矿源、水解技术以及后处理等等都会影响其遮盖率。 水分(105 度挥发物) 钛白粉的水分也是一个非常重要的指标钛白粉的水分一般是指其中的游离水，而结合水在锻烧过程中全部脱去。它是在储藏和运输的过程中吸潮引起的，因此.在储藏和运输的过程中应采取防潮措施 钛白粉关键质量指标的波动对色母生产和质量影响分析 白度差 高档白色色母粒要求颜色更纯更亮。因此，对钛白粉的白度要求更高，且基本无杂相，否则，生产出的色母遮盖率下降，成本也提高，为了使产品的视觉效果好，只好加入少许荧光增白剂，但持续时间短。 水溶物严重超标 电缆色母粒要求电性能良好，确保通话质量。当钛白粉中水溶物严重超标时，生产的色母中金属离子和阴离子过剩，导致色母性能下降.用于电缆时，电绝缘性下降，大大影响通话质量。因此，电缆用色母粒，必须进行电性能的检测。油分散性较差 钛白粉油分散性的差异对色母质量影响很大。首先.钛白粉油分散性较差，生产出的色母，手感粗糙，表面不光滑，用这种色母吹出的塑料薄膜，表面同样不