国产钛白粉R-666的测试与评估

国产钛白粉R-666的测试与评估
马正盛;曹艳霞;张盛侨
【摘要】分别从钛白粉的白度、L、a、b值、粒径及其分布、在低密度聚乙烯薄膜中的分散性能、熔融指数四个个方面对比测试和评估了国产塑料牌号钛白粉R-666和亨斯曼R—FC5的性能比较，结果表明，国产R-666钛白粉性能接近进口RFC5钛白粉的性能。

%The performance comparison of R - 666 with RFC5 Ltd titanium dioxide from Huntsman was carried out by testing and evaluating the whiteness, L, a, b value, average diameter and its distribution, dispersion capacity in LDPE film, and melt index of Master batch. The results showed that the performance of R - 666 titanium dioxide home - made was close to that of R - FC5.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2012(040)023
【总页数】3页(P58-59,62)
【关键词】R-666;R—FC5;测试与评估
【作者】马正盛;曹艳霞;张盛侨
【作者单位】广州远华色母厂有限公司,广东广州511356;广州远华色母厂有限公司,广东广州511356;广州远华色母厂有限公司,广东广州511356
【正文语种】中文
【中图分类】TQ134.11
钛白粉，学名二氧化钛 (TiO2)，化学式TiO2，分子量79.90，其物理、化学性质较稳定，遮盖力高(材料的折射率越高则遮盖力越高，锐钛型二氧化钛的折射率为2.55，而金红石型二氧化钛的折射率为2.71)、白度和光亮度高，是当今世界无可替代、性能最优异的白色颜料。

塑料工业是金红石型钛白粉的第二大用户［1］。

钛白粉在塑料制品中的应用除了利用它的高遮盖力、高消色力外，它还能提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性能，钛白粉在塑料中的应用多采用色母粒的形式［2－5］以保证其在塑料中分散的均
匀性。

Huntsman 的R－FC5 钛白粉是用硫酸法生产的专塑料工业用牌号，国内不少钛
白粉生产厂家以其为标准开发和生产塑料中使用的钛白粉新牌号。

由于国际市场钛白粉价格波动及和国内钛白粉价格的较大差异，我们远华色母厂有限公司作为国内大型色母粒制造商和供应商非常关注国内钛白粉市场的塑料用牌号，以便为塑料市场提供性价比更高的产品，近期以RFC5 为标准，评估和测试了广东云浮市惠沄公司推出的R－666牌号金红石钛白粉。

1 实验部分
实验仪器及其型号:激光粒度测试仪(BT－9300H)，丹东百特;吹膜机组，广州金方
圆机械制造公司，配色仪(Color－Eye 7000A)，爱色丽;双螺杆挤出机(Φ25)，南
京航空航天大学信立塑料机械厂;熔融指数测试仪
钛白粉(R－FC5)，Huntsman 公司;钛白粉(R－666)，惠沄公司;分散剂(PE 520)，Clariant 公司;LDPE(MI=2.5～3.5 g/10 min，190 ℃)，埃克森美孚公
司;LLDPE(MI=1.5～3.5 g/10 min，190 ℃)，埃克森美孚公司。

钛白粉、树脂载体、分散剂等原料按照一定比例混合均匀于双螺杆挤出造粒(分散
剂PE 520 的用量为2%)，其他按照一定的添加量进行分散性能、白度等相关测试。

2 结果与讨论
据介绍，R－666 金红石型钛白粉是经锆、铝包膜和特殊有机处理，是一种多功能、高耐候性、高分散性、高遮盖力、高光泽、稳定性好、耐温高的金红石型钛白粉，其和Hunsman 的R－FC5 钛白粉的性能如表1 所示。

表1 R－666 和R－FC5 的主要指标对比项目Iterm R－FC5 R－666二氧化钛含
量/%≥97.5 93平均粒径/μm 0.19 0.22吸油量/(g/100g)≤ 16 20 105 ℃挥发物≤ 0.3 0.5无机涂层氧化铝氧化铝、氧化锆有机涂层有机硅氧烷化合物以包覆硅氧烷的形式出现
2.1 R－FC5 和R－666 钛白粉的L、a、b 值和白度、外观力度
CIE Commissionm Internationale De I’Eclairage)是国际照明协会的法文名称，负责对光源、光学仪器和色度学制定统一的国际标准。

L、a、b 色空间是当前最
通用的测量物体颜色的色空间之一［6］。

在这一色空间中，L 是明度，a 和b 是
色度坐标。

L 代表着明度。

从明亮(此时L*=100)到黑暗(此时L*=0)之间变化，L
越高，表明该物体的明度越高。

+a 为红色方向，－a 为绿色方向，+b 为黄色方向，－b 为蓝色方向。

a 值表示颜色从绿色(－a)到红色(+a)之间变化，而b*值表
示颜色从黄色(+b)到蓝色(－b)之间变化。

几乎所有的应用行业都要求良好的白度。

白度大都采用和标样进行比较或采用L、a、b 表示。

钛白粉的杂质和粒子对白度有显著的影响。

外观力度表明该钛白粉和
标准样品相比着色力(消色力)的大小。

表2 给出了以R－FC5 为标准的RFC5 钛白粉和R－666 钛白粉的L、a、b 值和
白度、外观力度。

表2 RFC5 和R－666 钛白粉的L、a、b 值和白度、外观力度光源:D65;观测
角:10°。

项目RFC5 钛白粉钛白粉R－666钛白粉L 92.019 92.626 a －1.3 －
1.192 b －1.463 －0.687白度 87.536 85.273外观力度/ 116.38
从表2 可知，R－666 钛白粉具有和R－FC5 接近的L、a、b 值，明度接近，a 值均略偏绿相，b 值均略偏蓝相。

R－FC5钛白粉的白度略高于R－666 钛白粉，但二者的白度均已超过85，基本可以满足塑料工业生产的要求。

以R－FC5 钛白粉
为标准，R－666 钛白粉的外观力度高达116.38，表明R－666 有较好的着色力(消色力)。

表1 表明，R－666 钛白粉具有和RFC5 钛白粉接近的颜料性能。

2 RFC5 钛白粉和R－666 钛白粉的粒径及其分布
良好的粒径分布是产品白度色相稳定的基本条件。

它包括两个方面:(1)适中的力度
大小;(2)集中的力度范围，颜料颗粒直径的分布范围要小，表示在图像上就是要窄。

R－FC5和R－666 钛白粉的粒径及其分布如图1 和图2 所示。

由于测试仪器和测试条件限制，图1 和图2 中所得的数据仅供分析两种钛白粉的粒径及其分布使用，非R－FC5 和R－666 自身粒径的绝对值。

图1 R－FC5 钛白粉的粒径分布曲线
图2 R－666 钛白粉的粒径分布曲线
图1 和图2 表明，R－666 和RFC5 钛白粉的粒径分布都具有双峰分布，粒径的双峰分布使得其对塑料的力学性能影响最小的同时保证了加工性能，更好的保证了钛白粉在塑料加工行业中的实用性。

表3 R－FC5 和R－666 钛白粉的粒径特性项目RFC5 钛白粉钛白粉R－666钛白粉体积平均径/μm 0.415 0.477面积平均径/μm 0.351 0.386长度平均径/μm
0.298 0.313跨度/μm 1.061 1.107中位径/μm 0.396 0.474比表面积
/(m2/kg)5508 5006
表3 表明，无论体积平均径、面积平均径还是长度平均径，R－666 钛白粉和R－FC5 钛白粉均非常接近，且二者粒径分布的宽度(跨度)也接近，二者的比表面积也接近。

图1、图2 和表3 表明R－666 具有和R－FC5 接近的平均粒径和粒径分布。

2.3 R－FC5 钛白粉和R－666 钛白粉的分散性
因为薄膜对钛白粉的分散性要求最高，我们选择了用吹膜法采用母粒的形式对比评估钛白粉的分散性，吹膜时钛白粉母粒的用量为30%，薄膜的厚度为(0.06±0.0 1)μm，薄膜的材料为LDPE(MI 为2.0 ～3.0 g/10 min)，目测观察薄膜上的分散不良点［7］。

钛白粉在母粒中的含量分别为60%、70%、80%，所得结果如表4 所示。

表4 RFC5 和R－666 钛白粉的分散性母粒中钛白粉含量/wt%分散性比较结果60 R－666≈RFC5 70 RFC5 ＞R－666 80 RFC5 ＞R－666
表4 表明，在色母粒中钛白粉常用的含量60%时，R－666具有和R－FC5 接近的分散性，而当母粒中钛白粉的含量继续上升时，本实验条件下R－FC5 仍具有较好的分散性。

2.4 R－FC5 钛白粉和R－666 钛白粉对母粒的熔融指数(MI)的影响
一般来说，母粒的熔融指数(MI)值大，表明该母粒的流动性好，钛白粉粒子与胶粒粒子之间的相对滑移容易，钛白粉在母粒中的分散优良，该母粒在塑料中具有更好的应用性能。

表5 RFC5 和R－666 钛白粉对母粒的熔融指数(MI)的影响母粒中钛白粉R－666 母粒的MIRFC5 母粒的MI含量/wt%/(g/10 min)(190 ℃/2.16 k)/(g/10
min)(190 ℃/2.16 k)60 21.2 20.8 70 15.6 10.5 80 1.8 －
从表5 可知，母粒中相同钛白粉的含量时，所制得的母粒的熔融指数(MI)接近，且R－666 钛白粉制得的母粒的MI略高。

这个结果表面R－666 和R－FC5 具有比较接近的表面处理，表面性质和钛白粉的流动性接近，具有接近的加工和应用性能。

3 结论
R－666 和R－FC5 钛白粉的白度、L、a、b 值以及平均粒径及其粒径分布结果表
明二者具有接近的颜料特征和粉体特征，L、a、b 值接近，平均粒径接近，都具
有双峰分布的粒径分布模式;进一步的分散性测试和熔融指数测试结果表明二者具有接近的加工性能和应用性能。

参考文献
［1］王振英.塑料专用型钛白粉的制备及应用研究［D］.济南:山东大学化学工程系，2008.
［2］张名镇，吴立峰，吴青.机械活化方法处理钛白粉在色母粒中的应用［J］.塑料，1999，28:7－13.
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［5］李郁，乔辉，吴立峰.色母粒用钛白粉的表面有机改性及表征［J］.塑料，2005，34(3):35－38.
［6］吴立峰，陈信华，陈德标，等.塑料着色配方设计［M］.北京:化学工业出版社，2002:5－6.
［7］吴立峰.塑料着色和色母粒实用手册［M］.北京:化学工业出版社，1998:206.。