中國(guó)新型涂料網(wǎng)訊：鈦白粉是一種優(yōu)良的白色粉末顏料，具有良好的光散射能力，因而白度好，著色力高，遮蓋力，強(qiáng)同時(shí)具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和較好的耐候性，無(wú)毒無(wú)味，對(duì)人體無(wú)刺激作用，廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域，如涂料、塑料、造紙及油墨等。目前，國(guó)內(nèi)鈦白粉企業(yè)主要生產(chǎn)低擋次銳態(tài)型鈦白粉，金紅石型鈦白粉主要依賴于進(jìn)口。由于金紅石型鈦白粉折光率和耐侯性都比銳態(tài)型高，因而應(yīng)用范圍廣。國(guó)內(nèi)的卷材涂料多數(shù)采用金紅石型鈦白粉，但由于金紅石型鈦白粉價(jià)格昂貴，且國(guó)內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)量有限，這樣使得銳態(tài)型鈦白粉在卷材涂料中的應(yīng)用有一定的潛力和前景。本文從卷材涂料的性能和組成出發(fā)，討論了鈦白粉在涂料中的作用，以及銳態(tài)型鈦白粉質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)劣對(duì)卷材涂料應(yīng)用性的影響，通過(guò)分析，找出銳態(tài)型鈦白粉在生產(chǎn)工藝中加強(qiáng)質(zhì)量控制和技術(shù)改進(jìn)的措施，來(lái)達(dá)到銳態(tài)型鈦白粉在卷材涂料中應(yīng)用的目的。
2卷材涂料的基本性能和組成
卷材涂料和一般的傳統(tǒng)涂料沒(méi)有多大的組分差異，它也是一種涂覆在物體表面，并能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的物質(zhì)，一般由溶劑油、樹(shù)脂、顏料、稀料、催干劑及其它輔助材料組成。其中溶劑油和樹(shù)脂是涂料的成膜基料，是構(gòu)成涂料的基礎(chǔ)，決定著涂料的基本性能，被稱為主要成膜物質(zhì)。卷材涂料所用的樹(shù)脂多數(shù)是聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和氟碳樹(shù)脂。顏料和填料本身不能成膜，主要用于著色和改善漆膜性能，在涂料中處于次要地位，稱為次要成膜物質(zhì)，其它均稱為輔助成膜物質(zhì)，主要是改善涂料的某些性能。卷材涂料一般要求較高的耐侯性和防水性能，因此對(duì)于主要成膜物質(zhì)和顏料特性的選擇異常重要。
3鈦白粉在卷材涂料中的作用及所具備的條件
鈦白粉在卷材涂料中的作用和傳統(tǒng)涂料沒(méi)有區(qū)別，主要用做顏料著色劑，有著色和遮蓋的作用，是次要成膜物質(zhì)。而且對(duì)涂料的流變性、抗粉化能力、耐侯性以及耐化學(xué)腐蝕性都有一定的作用。由于卷材涂料著重于涂料的耐侯性和防水性，因此，作為次要成膜物質(zhì)的鈦白粉必須具備純正的顏色(白度高)，良好的遮蓋力和著色力，且在一定時(shí)間內(nèi)不變色，即耐侯性強(qiáng)，有一定的防水能力。
4銳態(tài)型鈦白粉質(zhì)量指標(biāo)在卷材涂料應(yīng)用中受限制原因分析
4.1顏色
銳態(tài)型鈦白粉的顏色，在鈦白企業(yè)通常用油相白度或者干粉白度來(lái)表示。白度是鈦白粉很重要的顏料性能指標(biāo)，在各行各業(yè)都特別注重白度這一指標(biāo)，當(dāng)鈦白粉白度較差或者色差大時(shí)，在涂料生產(chǎn)中，涂料的顏色和光澤下降，嚴(yán)重時(shí)發(fā)灰、發(fā)暗，大大影響涂料的應(yīng)用性能。對(duì)于銳態(tài)型和金紅石型鈦白粉顏色上沒(méi)有較大的差異，當(dāng)生產(chǎn)各工藝控制嚴(yán)格和有一定質(zhì)量體系保證的情況下，銳態(tài)型鈦白粉的顏色可以和金紅石型相媲美。
4.2鈦白粉的細(xì)度和分散性
鈦白粉的細(xì)度在鈦白企業(yè)通常用325目篩余物來(lái)控制，當(dāng)細(xì)度超標(biāo)時(shí)，涂料涂膜在涂飾物體表面明顯有粗顆�；蛘哂绊懥蒜伆追鄣姆稚⑿浴�
鈦白粉是一種品質(zhì)優(yōu)越的白色顏料，它不溶于水，也不溶于油，能夠均勻地分散在這些介質(zhì)中，因此，鈦白粉具有水分散性和油分散性的兩種分散特性。水性涂料中，在涂料其它組分正常的情況下，要求鈦白粉的水分散性良好，且在體系中達(dá)到分散穩(wěn)定化。對(duì)于水分散性差的鈦白粉，在高速剪切力的作用下，分散后，很易團(tuán)聚而導(dǎo)致返粗現(xiàn)象，這樣在涂料的運(yùn)輸過(guò)程中，出現(xiàn)分層，使用時(shí)帶來(lái)很大的不便。對(duì)于溶劑型涂料，當(dāng)鈦白粉油分散性較差時(shí)，鈦白粉在油性溶劑中不能完全的分散，也會(huì)導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚，生產(chǎn)溶劑型涂料時(shí)，要求的分散設(shè)備嚴(yán)格，能耗高。
鈦白粉分散性較差，則涂膜表面粗糙，反射光線凌亂，大大影響涂料涂膜光澤。另一方面，這種粗糙的涂膜很容易積存帶有腐蝕介質(zhì)的水和塵埃，不僅影響涂膜的外觀，同時(shí)也嚴(yán)重降低涂膜的耐久性。分散性好的鈦白粉，能夠均勻地分散在溶劑中，涂膜表面光滑如鏡，使得大部分光線被反射，受紫外線的破壞大大減少。因此，銳態(tài)型鈦白粉一般沒(méi)有進(jìn)行包膜處理，它的吸油量較高，導(dǎo)致油分散性差，使得在涂料行業(yè)應(yīng)用中受到一定的限制。
4.3遮蓋力
鈦白粉遮蓋力，就是當(dāng)涂料施工后，由于鈦白粉的作用，能夠?qū)⒈煌课锩嬲谏w住時(shí)的最少用量。遮蓋力好壞，又決定于顏料的折光率與油料折光率之差，其差數(shù)越大，遮蓋力越好。當(dāng)涂料配方確定以后，其組成物質(zhì)的折光率是一定的，因此，影響涂料遮蓋力的主要物質(zhì)就是顏料，鈦白粉遮蓋力主要由其粒度和粒度分布來(lái)決定。銳態(tài)型鈦白粉遮蓋率明顯低于金紅石型，要提高遮蓋率就必須增大鈦白粉在涂料中的用量，一方面會(huì)增加涂料生產(chǎn)成本，另一方面會(huì)嚴(yán)重影響涂料的流變性，因此，提高銳態(tài)型鈦白粉遮蓋率能夠提高其在本行業(yè)的市場(chǎng)份額和競(jìng)爭(zhēng)力。
4.4粒度分布
鈦白粉的粒度分布是很重要的一個(gè)綜合性指標(biāo)，它不僅影響鈦白粉本身的顏色、著色力、分散性和遮蓋力，而且影響鈦白粉在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用性能。因此，對(duì)于鈦白粉分散性、遮蓋力以及其它耐侯性等等應(yīng)用性能的問(wèn)題，可以從粒度分布上進(jìn)行分析和改進(jìn)。在涂料組成中，對(duì)單一鈦白粉的粒度分布情況而言，它能夠影響涂膜遮蓋力和機(jī)械強(qiáng)度，原因在于鈦白粉的粒徑一般在0.2~0.4um，很小，有比較大的表面積，可以吸附成膜聚合物而使顆粒成為準(zhǔn)交聯(lián)點(diǎn)，增大涂膜的機(jī)械性能。
4.5其它
鈦白粉的耐侯性以及防水性，是鈦白粉很重要的應(yīng)用性能指標(biāo)，近兩年各個(gè)鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)逐漸受到關(guān)注。對(duì)于銳態(tài)型鈦白粉由于受生產(chǎn)工藝和原理的限制，本身雜質(zhì)和可溶性物質(zhì)含量較高，且不進(jìn)行包膜處理，因此，這方面因素使它在卷材涂料應(yīng)用中受到很大的限制。
5改進(jìn)銳態(tài)型鈦白粉應(yīng)用性能的途徑
5.1提高和穩(wěn)定鈦白粉白度的主要途徑
鈦白粉的白度影響因素很多，有礦源的影響，也有設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)的影響。通過(guò)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，影響其白度的主要因素有：水解質(zhì)量，雜質(zhì)元素的清除和煅燒條件。
鈦白粉的水解技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)有加壓水解和常壓水解兩種技術(shù)，從水解質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)分析，常壓水解質(zhì)量較好，水解粒徑均勻。要保證水解質(zhì)量，必須嚴(yán)把濃鈦液質(zhì)量指標(biāo)，控制鐵鈦比和固含量在規(guī)定范圍內(nèi)，同時(shí)加大水解工藝操作條件的控制。
影響鈦白粉白度的另外一個(gè)主要因素是一些雜質(zhì)有色元素，例如：鐵、鈷、鎳等，必須采取一定的措施進(jìn)行清除，對(duì)于銳鈦型鈦白粉，高鐵含量在120ppm時(shí)，影響其白度，甚至發(fā)生光色互變現(xiàn)象。采用漂白技術(shù)，加大高鐵的洗滌力度，同時(shí)加一些掩蔽劑，例如：三氧化二銻和磷酸，來(lái)對(duì)鐵進(jìn)行絡(luò)合掩蔽，降低雜質(zhì)元素對(duì)鈦白粉白度的影響力。
煅燒條件的控制，是鈦白粉晶核定型的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，良好的煅燒溫度，可以使鈦白粉脫硫、脫水完全，盡量避免鈦白粉晶核的晶格缺陷，而影響其白度。因此，加大對(duì)關(guān)鍵溫度點(diǎn)的控制，同時(shí)使進(jìn)料量和窯體轉(zhuǎn)速合理匹配，增加燃燒室，避免物料和火焰接觸，發(fā)生燒結(jié)。
5.2穩(wěn)定鈦白粉粒度分布，提高鈦白粉分散性和遮蓋力的途徑
鈦白粉粒度分布是一個(gè)綜合性的指標(biāo)，它嚴(yán)重影響鈦白粉顏料性能和產(chǎn)品應(yīng)用性能，因此，對(duì)于遮蓋力和分散性的討論可直接從粒度分布上進(jìn)行分析。
影響鈦白粉粒度分布的因素較為復(fù)雜，首先是水解原始粒徑的大小，通過(guò)控制和調(diào)節(jié)水解工藝條件，使原始粒徑在一定范圍內(nèi)。其次是煅燒溫度，偏鈦酸在煅燒的過(guò)程中，粒子經(jīng)歷一個(gè)晶型轉(zhuǎn)化期和成長(zhǎng)期，控制適宜的溫度，使成長(zhǎng)粒子在一定范圍內(nèi)。最后就是產(chǎn)品的粉碎，通常對(duì)雷蒙磨的改造和分析器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，控制粉碎質(zhì)量，同時(shí)可以采用其它粉碎設(shè)備，例如：萬(wàn)能磨、氣流粉碎機(jī)和錘磨裝置。
5.3通過(guò)表面處理，提高鈦白粉的應(yīng)用性能
鈦白粉是極性很大的粉體，本性是親水憎油的，但如果表面吸附有空氣、水和其他污染物，則在水中的分散性降低，常常需要對(duì)其作表面處理，常用處理劑為水合氧化鋁和水合氧化硅。目前市場(chǎng)上也有很多表面處理劑，例如：有機(jī)硅、偶聯(lián)劑等進(jìn)行處理，或者加一些其它無(wú)機(jī)顏料例如：硫酸鋇、氫氧化鋁等來(lái)改善鈦白粉表面特性，提高其分散性。
6銳態(tài)型鈦白粉在卷材涂料中的發(fā)展前景
在卷材涂料中，選擇一定特性的樹(shù)脂也是改進(jìn)涂料應(yīng)用性的一個(gè)很重要途徑，由于卷材噴涂是在一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境中進(jìn)行，是符合環(huán)保理念的一種方式，目前比較流行。有報(bào)道，當(dāng)在卷材涂料中加入一些封閉劑，能夠大大提高涂料的耐侯性。近兩年有不少科研單位對(duì)一些特性交聯(lián)劑的研究，發(fā)現(xiàn)某些交聯(lián)劑加在樹(shù)脂中，能夠大大改善涂料的防水性、耐侯性以及耐腐蝕能力，此時(shí)可以用價(jià)格低廉的銳態(tài)型鈦白粉替代金紅石產(chǎn)品，獲得最大的利潤(rùn)空間，不過(guò)這種研究成果目前處于實(shí)驗(yàn)階段，相信很快會(huì)有新的突破，是國(guó)內(nèi)的銳態(tài)型鈦白粉在卷材涂料領(lǐng)域?qū)さ靡幌�，也為低擋次鈦白粉在高檔次涂料領(lǐng)域發(fā)揮自己的特色，有比較廣闊的發(fā)展前景。
7小結(jié)
本文從卷材涂料的性能和組成出發(fā)，分析了銳態(tài)型鈦白粉質(zhì)量指標(biāo)在涂料應(yīng)用中受限制的原因，并提出穩(wěn)定和改善銳態(tài)型鈦白粉質(zhì)量的途徑和在卷材涂料行業(yè)的前景，有一定的參考意義。
