钛白粉基础知识及应用

2、钛白粉的表面处理
钛白粉牌号及对应的表面处理物
•TR92、TR81、CR-828、Tiona 595
氧化锆/氧化铝
有机处理
• R996、R248、SR2377、ZR-969、 2196
氧化硅/氧化铝
• R902+、R706、Tiona 696、CR826、 R105 • SR-237、SR-2400、ZR-940+、R818 • R-900、R101、R103、R104、R-FC5、 TR28、RCL69、TR52、RDI-S • SR-230、R108
立德粉
氧化锌 碱性碳酸白粉 氧化锑
1.84
2.02 1.94-2.09 2.09-2.29
乙烯树脂
压克力树脂 桐油 氧化大豆油醇酸树脂
1.48
1.49 1.52 1.52-1.53
硫化锌
锐钛型二氧化钛 金红石二氧化钛
2.37
2.55 2.73
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 SAN 聚碳酸酯 聚苯乙烯
4、钛白粉在塑料中的应用
钛白粉推荐原则（判断原则）
制品的厚度 制品使用的环境（耐候性） 钛白粉的浓度 最终加工的方法（耐温问题） 着色方法 制品的力学性能要求 其他添加剂的影响 加工机器
人造金红石（杜邦可以直接用矿）+石油焦+氯气 四氯化钛精馏提纯 氧化 表面处理
氯化法
1、钛白粉基础知识
硫酸法
1、钛白粉基础知识
硫酸法
1、钛白粉基础知识
硫酸法
1、钛白粉基础知识
硫酸法
1、钛白粉基础知识
硫酸法
1、钛白粉基础知识
硫酸法
1、钛白粉基础知识
硫酸法
1、钛白粉基础知识
影响光泽的范围
0 0 0.2 0.4 粒度，微米 0.6 0.8 1
窄的粒度分布让…...
有更多优化粒度范围的颗粒提供最高的遮盖力和着色力。 粒度大于0.5微米的颗粒相对减少，因此达到更高的光泽 。
1、钛白粉基础知识
粒径和粒度分布对应用性能的影响
1、钛白粉基础知识
R型二氧化钛对蓝色、绿色和红色光线的相对散射能力曲 线——最理想的粒径0.25微米左右
1、钛白粉基础知识
如果把一种吸光颜料，如炭黑，加入含钛白粉的塑料中，如图，即波 长较长的红光被吸收的几率较大。在这种情况下，缩小钛白粉粒子的 大小会降低红光的散射而提高蓝色度，这种现象是光对二氧化钛散射 的固有特性，称为底色（undertone）
1、钛白粉基础知识
颜料体积浓度（PVC）和散射率
1.53
1.54 1.55 1.50-1.54 1.56 1.59 1.60
1、钛白粉基础知识
折射率对遮盖力的影响
1、钛白粉基础知识
折射率对遮盖力的影响
1、钛白粉基础知识
生产方法
硫酸法
• • • • • • •
• • • •
钛铁矿（高钛渣）+浓硫酸 钛液（除去不溶性杂质和大部分铁） 水解成偏钛酸 水洗（除去绝大部分铁及其他杂质） 盐处理 煅烧（900℃左右） 表面处理
涂料的分类及要求
3、钛白粉在涂料中的应用
涂料中颜料的分散
破碎 分散 分散稳定化
3、钛白粉在涂料中的应用
分散设备
3、钛白粉在涂料中的应用
钛白粉推荐原则（判断原则）
成品漆膜的厚度
• 粉末涂料 • 建筑水性涂料 • 木器漆、工业油漆
所需达到的光泽
• 高光 • 半光 • 平光（哑光）
1、钛白粉基础知识
颜色成因
入射光（白光）
吸 收 与 散 射
黑色颜料吸收
白色颜料散射
1、钛白粉基础知识
折射率
白色颜料 硅藻土 二氧化硅 碳酸钙 重晶石 陶土（白土） 硅酸镁 折射率 1.45 1.41-1.49 1.63 1.64 1.65 1.65 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 折射率 1.0000 1.0003 1.3330 1.47 1.48 1.48
按塑料的实用领域分类
按塑料的特性分类
按塑料适用的成型方法分类
模压用塑料 层压用塑料 注塑、挤出、吹塑用塑料 浇铸用塑料 反应注塑用塑料 发泡用塑料
4、钛白粉在塑料中的应用
塑料组分的表示
PHR
• 以树脂的质量作为100份，其他助剂都相对地以质量分数表示， 通常称为基本配方或质量配方（用PHR表示）
耐候性 设备水平、技术水平 其他
4、钛白粉在塑料中的应用
塑料及塑料制品生产系统的全过程
树脂 助剂
混配
塑料
成型
加工
塑料制品
4、钛白粉在塑料中的应用
塑料的分类源自文库 按组成塑料的树脂分类
• PE、PP、PVC、PS、PC、PU、ABS、PF
按塑料受热后的可塑性变化
• 热塑性塑料 • 通用塑料 • 通用性塑料 • • • • • • 热固性塑料 通用工程塑料 功能性塑料 特种工程塑料
1、钛白粉基础知识
最好的白色颜料
高白度——能达到标准白度（标准氧化镁）的98% 高折射率（A：2.55， R：2.73），高遮盖——用量少 物理、化学性能稳定 安全、无毒，并在人体内不产生残留（不会导致矽肺） 最容易分散的颜料 钛资源十分丰富
1、钛白粉基础知识
钛白粉对光线的反射曲线——高白度
钛白粉基础知识及应用
目 录
1
2 3
钛白粉基础知识
钛白粉的表面处理
钛白粉在涂料中的应用
4
钛白粉在塑料中的应用
1、钛白粉基础知识
钛白粉
学名：二氧化钛 英文名：Titanium Dioxide 分子式：TiO2
晶型
锐钛型（A）——结构较松散 金红石型（R）——结构致密 板钛型
质量百分数
• 配方中的树脂和助剂均用质量百分数表示
4、钛白粉在塑料中的应用
塑料的主要着色方法
（1）干法着色
• 主要用于PE、PP、PS、ABS、UPVC
——分散效果较差，难以达到高分散要求
4、钛白粉在塑料中的应用
塑料的主要着色方法
（2）糊状着色剂着色（色浆法）
• 主要用于PVC塑料制品
钛白粉的常规指标（一般化验单上出现的指标）
白度（干粉白度、着油白度） 消色力 吸油量 325目筛余物 pH值 水溶性盐 电阻率 105 ℃挥发物 （分散性）
1、钛白粉基础知识
钛白粉应用指标
分散性 遮盖力 光泽 耐候性 白度（外观白度是卖相，最终取决于制品白度） 分散性（决定了好不好用或客户肯不肯用） 遮盖力/着色能力（经济性指标） 耐候性（对于追求高耐性的体系会是首要指标） 光泽（对有光泽需要的体系而言）
制品白度
• 粒径和粒径分布 • 分散性 • 粒子形貌
1、钛白粉基础知识
消色力（相对散射力）
与标样比，百分数表示 TCS值，雷诺数，理论上讲是绝对值，实际测试时也是以标 样参考来测定。
1、钛白粉基础知识
粒径和粒度分布及对遮盖力和光泽的影响
10
8
好
中等
一般
6
频率
4
2
给出最高 遮盖力范 围
2、钛白粉的表面处理
钛白粉的表面处理（包膜）
Zirconia 氧化锆 Silica 氧化硅
提高光泽、分散性和耐候性
提高分散性和耐候性 提高光泽、分散性和耐候性
提高分散性能，减少吸湿
Alumina 氧化铝
Organic 有机处理剂
TiO2 核
一般市售的金红石型钛白粉（除少数产品）均含 有上述物质中的一种或多种表面处理物。
有及处理
氧化铝 有及处理
2、钛白粉的表面处理
有机处理
通用型（多元醇如TMP、TME） 专用型（如塑料中用的有机硅类，高度疏水类、耐高温）
涂料的组成和作用
组成
• • • • 成膜物质 颜料、填料 溶剂 助剂
作用
• 保护作用 • 装饰作用 • 特殊功能作用，如示温等
3、钛白粉在涂料中的应用
销售时客户最终关注的几大性能，依次为：
1、钛白粉基础知识
白度的表示
1、钛白粉基础知识
白度
外观白度（干粉白度，卖相）
• 氯化法采用精馏提纯，显色元素（如Fe等）含量极低，天然就 决定了外观白度比硫酸法好。 • 硫酸法在粒径分布满足光学要求的前提下，显色元素尤其是Fe 的含量会比较高，决定了外观白度比氯化法的差。 • 硫酸法通过合理的粒径分布控制和提高分散性，在制成品白度 上完全可以达到氯化法产品相同的白度。
4、钛白粉在塑料中的应用
塑料的主要着色方法
（3）色粒着色和色母粒着色（色母、色饼、色砂、色片）
4、钛白粉在塑料中的应用
钛白粉在塑料中的分散
目前塑料工业最基本的三种分散程序：
• 干混 • 热熔剪切 • 液体剪切分散法
常用机器
• • • • • 高速混合机 双辊开炼机 密炼机 挤出机 三辊研磨机