钛白粉简介2

杂质影响TiO2颜色的极限值
氧化物 PbO 相应显色 灰 极限值 mg/kg 100 氧化物 相应显色 CeO 黄 极限值 mg/kg 15
V2O5
MnO Fe2O3
灰带浅蓝
灰 微黄
70
30 30
CoO
Cr2O3
灰带微黄
褐带微黄
7
1.5
2） 钛白粉颗粒的形状、大小和粒度分布都会对白度 产生影响。 钛白粉的颗粒形状要求外形轮廓光滑，不带棱角， 因为带棱角的表面会减弱对光的反射。 粒子大小应控制在0.2~0.4μm之间。即相当于可 见光的波长范围（0.4~0.7μm）的一半，这样才能获 得高的光散射能力，使其颜色显得更白。其粒径小于 0.1μm时，晶体则是透明的；当粒径太大时，即使产 品中含有少量（0.1%~2%）粒径为0.5μm以上的大粒 子，就会降低颗粒对光的散射能力，就可能对颜料性 能产生非常有害的影响。对于粒径分布，则要求均匀， 分布带要狭窄。
与碱反应


能溶于碱，如强碱（氢氧化钠、氢氧化 钾）或碱金属碳酸盐（碳酸钠、碳酸钾） 熔融，可转化为可溶于酸的钛酸盐，其 反应方程式如下： TiO2 + 4NaOH ==== Na2TiO4 + 2H2O
光学性质
折射率 不透明度 光泽

折射率

折射率是光线 通过两个在光 学上不同介质 的界面时，光 的速度发生变 化而改变入射 方向产生折射， 这时光线入射 角α的正弦与 折射角β的正 弦比值 (sinα/sinβ)称 为折射率，又 称折光指数。
100b 93.5 PVC b 0.01OA p 0.935 0.01OA p


式中 OA——吸油量 (捏合法)，g/100g； ρb——展色剂的相对密度 (亚麻仁油0.935 g/cm3)，g/cm3； ρp——颜料的相对密度，g/cm3。

由于吸油量的操作是手工操作，终点靠肉眼和 触觉来观察，所以带有一点定性的性质。目前 比较通用的吸油量测定方法，是当颜料被油 (一般为亚麻仁油)湿润成为不破裂，不分散， 能被刮刀刮起来的油灰 (腻子)状的膏状物时为 终点。这个终点可以理解为，颜料粒子表面被 油包覆，粒子之间的孔隙也充满了油时为终点。 另外一种方法(Gardner-Coleman法)是用油湿 润到能流动时为终点，相当于流点(Flowpoint)， 当然这种方法测到的结果偏高
折射率不同的几种白色颜料的不透明性差异
光泽



物体的光泽度是指物质对投射来的光线 的反射能力，反射能力越强，光泽度越 大。 在实际应用中颜料只是涂料组分中的一 种，颜料本身无光泽，涂膜才有光泽 实际生产中颜料特征的影响决定了涂膜 的光泽。


影响光泽度的主要原因：
粒径 分散性 粒径很细，均匀的分散到漆料中，则涂膜 平整、光滑如镜，光泽度就好； 粒径过粗，粒径分布不均，涂膜粗糙，光 泽度就会降低，并会带有其他底色，着色 后色调发暗。
折射率


折射率随物质的化学组成、晶体结构及光的波 长不同而改变。 当光射过两个折射率相同的介质时，不发生折 射，这时光全部从第一种介质进入第二种介质， 介质就呈现透明状态； 当光从一种折射率低的介质中射入另一种高折 射率的介质时，在这两种介质的界面处，一部 分光经过折射进入后一种介质，而另一部分光 则在界面处发生反射，这使后一种介质变为不 透明，这就起到了遮盖作用，这两种介质的折 射率相差越大，这种效果就越显著。
基料或介质 真空 空气 水 聚醋酸乙烯酯树脂 大豆油 精制亚麻仁油 乙烯树脂 压克力树脂 桐油 氧化大豆油醇酸树脂 苯乙烯丁二烯树脂 70/15/15醇酸/三聚氰胺/尿素 75/25醇酸/三聚氰胺 聚乙烯
折射率 1.0000 1.0003 1.3330 1.47 1.48 1.48 1.48 1.49 1.52 1.52-1.53 1.53 1.54 1.55 1.50-1.54
白色颜料/填料 硅藻土 二氧化硅 碳酸钙 重晶石 陶土（白土） 硅酸镁 立德粉 氧化锌 碱性碳酸白粉 氧化锑 硫化锌 锐钛型二氧化钛 金红石二氧化钛
折射率 1.45 1.41-1.49 1.63 1.64 1.65 1.65 1.84 2.02 1.94-2.09 2.09-2.29 2.37 2.55 2.73
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。 例如，金红石型二氧化钛在20℃时还是电绝缘 体，但加热到420℃时，它的电导率增加了107 倍。稍微减少氧含量，对它的电导率会有特殊 的影响，按化学组成的二氧化钛(TiO2)电导率 <10-10s/cm，而TiO1.9995的电导率只有101s/cm。 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，该工业领域利用上述特性， 生产陶瓷电容器等电子元器件。
物性 结晶系 相对密度 折射率 莫氏硬度 电容率 金红石型 四方晶系 3.9~4.2 2.76 6-7 114 锐钛型 四方晶系 3.8~4.1 2.55 5.5-6 31
熔点
吸油度 着色强度 颗粒大小
1858
16～48 1650~1900 0.2~0.3
高温时转变为金红石型
18～30 1200~1300 0.3
颜料名称 锐钛型二氧化钛 金红石型二氧化钛 板钛型二氧化钛 碱式碳酸铅
熔点和沸点

由于锐钛型和板钛型二氧化钛在高温下都会转 变成金红石型，因此板钛型和锐钛型二氧化钛 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，金红石型二氧化钛 的熔点为1850℃、空气中的熔点 (1830土 15)℃、富氧中的熔点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 (3200±300)K，在此高温下二氧化钛稍有挥发 性。

折射示意图
圆球表示浮悬于低折 射倍 树脂中的二氧 化钛微粒。当光线通 过二氧化钛微粒，由 于材料中颜料粒子与 基料折射率不同, 当 光线穿越后、会产生 曲折现象。光在高折 射倍数的二氧化钛微 粒内行进的速度远慢 于光在低折射倍数树 脂内的行进速度。

高折射率的材料反射作用强，低折射率的材料反射作用弱。


影响钛白粉白度的主要因素：
1）钛白粉中有害杂质的种类和含量，即使含量甚 微，也会对白度产生明显的影响，如铁、铬、钴、 铈、铜、锰、钒、铅等。杂质的有害影响，不仅 由于混入杂质本身的显色作用，而且由于杂质离 子，尤其是重金属离子的存在，使钛白粉晶格曲 线扭成变形失去对称性而发生作用。金红石型钛 白粉对杂质的影响更为敏感，如氧化铁在金红石 型钛白粉中的含量大于0.003%时，就会呈现色彩， 而在锐钛型钛白粉中的含量要大于0.009%才会发 生色彩反应。
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 其他元素和化合物作用，对氧、氨、氮、 硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作 用。也不溶于水、稀酸及弱无机酸，在 某些碱类的水溶液中有一定的溶解度。
碱溶液中的溶解度
溶剂 10%NaOH溶液 36%NaOH溶液 10%KOH溶液 40%KOH溶液 10%NaHCO3溶液 溶解度/(mg/L) 溶剂 20~25 60~100 300~450 700~900 250 30%K2CO3溶液 饱和KHCO3溶液 饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 溶解度/(mg/L) 20 7000 不溶 300
颜料性质

吸油量 白度 遮盖力 着色力 着色底相
吸油量


颜料的吸油量是指每100g颜料，在达到完 全润湿时需要用油的最低质量，吸油量常用百 分率来表示。 吸油量也是钛白粉的重要颜料性质之一， 因为它涉及到钛白粉在展色剂中的填充状态， 并能说明它在介质中的分散性能。在涂料工业 中用于油漆混炼前估计涂料的稠度，指导涂料 的配方，并可以初步推算其颜料体积浓度 (PVC)。
钛白粉简介
2014-07-22
目 录 1.钛白粉的性质
2.钛白粉的生产工艺 3.钛白增量剂
钛白粉的性质





晶体性质 物理性质 化学性质 光学性质 颜料性质
晶体性质

结晶形态 晶型结构示意图 结晶特征及物理常数 品种
结晶形态
金红石
锐钛矿
板钛矿
晶型结构示意图
结晶特征及物理常数
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。例如，金红石型的介电常 数，随晶体的方向不同而不同，当与C轴 相平行时，测得的介电常数为180，与此 轴呈直角时为90，其粉末平均值为114。 锐钛型二氧化钛的介电常数比较低只有 48 。
品种
• A型：A1、A2
• R型：R1、R2、R3
未包膜的钛白粉
包膜后的钛白粉
物理性质



相对密度 熔点和沸点 介电常数 电导率 硬度 吸湿性 热稳定性
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。
相对密度/(g/cm3) 3.8~3.9 4.2~4.3 4.12~4.23 6.8~6.9 颜料名称 硫酸铅 氧化锌 锌钡白 硫化锌 相对密度/(g/cm3) 6.4~6.6 5.5~5.7 4.2~4.3 4.0
不透明度

不透明度是指光对颜料颗粒不能通过的 程度。就二氧化钛本身而言，不透明度 主要取决于其折射率和粒度。其光学本 质是二氧化钛与周围介质折射率之差造 成的。当二氧化钛的折射率和基料的折 射率相等时就是透明的；当二氧化钛的 折射率大于基料的折射率，就出现了不 透明，两者差距越大，不透明度越强。
不透明度
与酸反应
Fra Baidu bibliotek



钛白粉，能溶于氢氟酸，生成氟钛酸，其反应 方程式如下： TiO2 + 6HF ==== H2TiF6 + 2H2O 在长时间煮沸的情况下，溶于浓硫酸，生成硫 酸钛或硫酸氧钛，其反应方程式如下： TiO2 + 2H2SO6 ==== Ti(SO4)2 + 2H2O TiO2 + H2SO6 ==== TiOSO4 + H2O
热稳定性
项目

二氧化钛属于热稳定性好的物质 锐钛型 金红石型
1850 1830±15 1879±15 3200±300 0.71 0.620 649±31.4 -944.5 56.98 49.995±0.4 -944.5 7264.1 649±31.4 -944.5 5.5×10-5 56.48 50.24±1.5 -917.16±6.3
白度

物体在可见光下所呈现的不同颜色， 是物体对可见光中不同波长的光波进行不 同程度的吸收和反射后所形成的。所谓 “白度”，就是物质对可见光吸收和反射 两部分之比。

影响二氧化钛白度的因素是复杂的，在 钛白粉生产中，具有实际意义的是二氧 化钛中的杂质含量和粒径与粒径分布。 因此为了提高白度，除了尽可能地减少 杂质含量，提高化学纯度，避免二氧化 钛晶格出现缺陷外，同时还要调整和控 制二氧化钛的粒径和粒径分布。

在右图中，含高折射率倍数的 二氧化钛的薄膜中，光的曲折 比在含低折射倍数二氧化钛的 薄膜中大，因此，光走的路径 较短，且没有穿透的那么深。 这两个薄膜都显得白色且不透 明，因其没有吸光粒子，且实 际上所有的入射光都会返回表 面。然而，若在一个较薄的薄 膜中，上图中含高折射倍数的 二氧化钛的薄膜仍然显现白色 及不透明，而下图中含低折射 倍数二氧化钛的薄膜则允许少 量的光线完全地透过，而为黑 色背景所吸收，这薄膜就无法 完全不透明，且和白色薄膜相 较之下显得灰色。
硬度

按莫氏硬度10分制标度，金红石型二氧 化钛为6~6.5，锐钛型二氧化钛为 5.5~6.0，因此在化纤消光中为避免磨损 喷丝孔而采用锐钛型 。
吸湿性



二氧化钛虽有亲水性，但吸湿性不太强， 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。 二氧化钛的吸湿性也与表面处理及性质 有关。
熔点/℃ 空气中熔点/℃ 富氧中熔点/℃ 沸点/K 比热容(25℃)/[kJ/(kg· K) 导热率/W/(m· K) 熔解热/(kJ/mol) 生成热/(kJ/mol) 润湿热/(J/cm2) 摩尔标准热容/[J/(mol· ℃)] 摩尔标准热焓/[J/(mol· ℃)] 摩尔标准熵/[J/(mol· ℃)]