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顏料級鈦白粉的應(yīng)用
1、涂料
涂料(coating)是以有機(jī)溶劑為溶劑的油漆(paint)和以水為溶劑的水性漆以及無溶劑型的粉末和光固化涂料等的總稱，它是由顏料、油料、漆料(樹脂)、溶劑和催干劑等組成的粘稠懸浮液，涂布在物體表面受空氣的氧化和溶劑的揮發(fā)而形成一層堅韌的涂膜而對物體起到裝飾和防護(hù)的作用。就涂料而言，人們一般泛指的是油漆，嚴(yán)格地講油漆是指加入了顏料的色漆，而涂料是指涂在表面后能形成連續(xù)膜的任何一種材料，當(dāng)然包括油漆在內(nèi)。
涂料是鈦白粉的大用戶，全球涂料工業(yè)所消費的TiO2占二氧化鈦顏料總消費量的58%～60%，我國的此項消費比例更高一些，約為60%～65%左右，年均需用鈦白粉8萬噸(96～98年數(shù)據(jù))。鈦白粉是涂料工業(yè)中用量多的一種顏料，占涂料著色劑成本的一半，在涂料工業(yè)中的消費量占涂料工業(yè)消費各種顏料總量的90%。
在涂料用白色顏料中，以鈦白粉的性能好，用鈦白粉生產(chǎn)出的涂料不僅色彩鮮艷、遮蓋力高、著色力強(qiáng)、耐候性好、耗油量也比較低，并能增強(qiáng)涂膜的附著力和機(jī)械強(qiáng)度、延長涂料的使用壽命。鈦白粉在涂料中的重要的作用是它的高遮蓋力使涂膜不透明。
工業(yè)涂料的服務(wù)范圍很廣，包括汽車、船舶、建筑、木器和金屬家俱、家用電器、卷材涂裝、玩具、日用品等。1999年我國涂料總產(chǎn)量約226萬噸，僅次于美國、日本，居世界第三位.。涂料中50%為建筑涂料，而建筑涂料中乳膠漆約占30%～40%，年需用鈦白粉4.5～6萬噸。近年來由于我國交通業(yè)的高速發(fā)展，汽車漆和路標(biāo)漆的用量也較大。
2、塑料
塑料是二氧化鈦顏料的第二大用戶，占世界二氧化鈦總需求量的18%～20%。二氧化鈦在塑料中的加入量隨其品種和應(yīng)用場合而異，一般在0.5%～5%之間。
鈦白粉在塑料制品中的應(yīng)用，除了利用它的高遮蓋力、消色力以及與其他顏料拼用性能好外，它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能以使塑料制品免受UV光的侵襲，改善塑料制品的機(jī)械強(qiáng)度和電性能。幾乎所有熱固性和熱塑性的塑料中都使用它，聚烯烴類(主要是低密度的聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS(丙烯腈-丁二烯苯乙烯的共聚物)、聚氯乙烯等。它既可以與樹脂粉末干混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有一些是把鈦白粉先經(jīng)過中間工廠制成色母料后再使用。因此，對用于塑料的二氧化鈦的性質(zhì)要求主要是粒徑細(xì)、粒徑分布均勻，以增強(qiáng)對短波長光線的反射能力和制取色相更好的塑料制品。另外，二氧化鈦顏料必須具有良好的耐熱性能以及高分散性。所以用于塑料的二氧化鈦一般都經(jīng)過無機(jī)包膜和有機(jī)包膜處理，與涂料系統(tǒng)一樣，戶外塑料用二氧化鈦應(yīng)為金紅石型，其它可以用銳鈦型。
3、紙張
從世界范圍來說，紙張是二氧化鈦顏料的第三大用戶，在美國是第二大用戶。紙張中添加二氧化鈦的目的主要是賦予紙張不透明度和白度，其次是改進(jìn)紙張的平滑度和機(jī)械性能，增強(qiáng)彈性、減少吸濕性，提高光澤和可印刷性能。高級紙張和薄型紙(字典、畫報、雜志封面、計算機(jī)、鈔票、復(fù)印機(jī)紙和裝飾用紙等)中一定要使用鈦白粉，使用鈦白粉的紙張白度好、強(qiáng)度高、有光澤、薄而光滑、印刷時不穿透，在相同條件下不透明度比碳酸鈣、滑石粉高10倍，重量也能減輕15%～30%，有些包裝紙加入鈦白粉后甚至可以不漂白。
紙張用二氧化鈦應(yīng)以銳鈦型為主，因為它具有色調(diào)明顯偏蘭底相。戶外紙張應(yīng)使用金紅石型產(chǎn)品。造紙工業(yè)用的二氧化鈦主要品質(zhì)要求細(xì)粒徑，具有高度的水分散性和良好的遮蓋力以及與紙張纖維的結(jié)合力，雜質(zhì)含量少(特別是鐵含量)，白度等。銳鈦型二氧化鈦一般不需經(jīng)過表面處理。
造紙工業(yè)中使用的二氧化鈦有兩種方式，一種是以填充劑的形式直接加到紙漿中，另一種是做成涂料后涂在紙張上面。在美國特種紙張中鈦白粉的用量(TiO2的質(zhì)量比)如下：刊物印刷用膠版紙1%～4%;書面及課本紙4%～8%;薄型紙6%～10%;層壓裝潢紙10%～25%;冷凍食品包裝用蠟紙5%～10%;一般粘合紙合書寫紙0%～1%。
4、橡膠
鈦白粉在橡膠中除了用作著色劑外，還有補強(qiáng)、填充、防老化的作用，并可使其在硫化過程中不泛黃，不龜裂，伸屈率大，并具有耐酸堿的性能。在硅橡膠中加入鈦白，還可以改變橡膠的耐熱性和穩(wěn)定性。橡膠用二氧化鈦必須具備一定的耐熱性，硫化加熱時不泛黃，不與其它配合劑、促進(jìn)劑、防老劑反應(yīng)，穩(wěn)定性好。對二氧化鈦的雜質(zhì)如Cu、Mn、Si、Ca、Mg含量須嚴(yán)加控制。
橡膠工業(yè)用的鈦白粉，主要用于汽車輪胎(特別是轎車胎的白色外側(cè))，以及膠鞋(旅游鞋、球鞋、跑鞋等)、橡膠地板、手套、雨衣運動器材(如批秒千毫微、網(wǎng)球高爾夫球的外層都含有鈦白粉)等。使用鈦白粉比立德粉可少用2/3～3/4。
5、化學(xué)纖維
鈦白粉(特別是銳鈦型)的另一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域是化學(xué)纖維行業(yè)。化學(xué)纖維特別是合成纖維，由于其分子排列整齊，纖維表面較光滑，具有刺眼的光澤并呈半透明狀態(tài)，所以在紡絲前要加入消光劑消光。由于顏料與纖維的折射率相差越大其消光效果越明顯，而二氧化鈦在所有白色顏料里的折射率高，所以鈦白粉是合成纖維理想的消光材料。雖然金紅石型的折射率比銳鈦型高，但它沒有銳鈦型那樣軟，金紅石型的顆粒硬容易磨損噴絲孔和切絲刀，因此一般都使用銳鈦型。
鈦白粉在纖維中消光時，可分為內(nèi)消光和外消光兩種，內(nèi)消光是把鈦白粉在紡絲前加到原液里或聚合時加到樹脂中;外消光是把鈦白粉分散在某種有機(jī)粘合劑種，作為包覆劑和鈍化劑用于部分紡織品種，如人造纖維、塔夫綢等。大部分化纖鈦白粉是在內(nèi)消光中用，內(nèi)消光的使用量一般在0.2%～2%之間，常用量為0.3%(半消光)。如化學(xué)纖維專用二氧化鈦AH-105具有良好的均勻的粒徑和較窄粒度分布，極佳的睡醒分散性能及分散穩(wěn)定性、柔和優(yōu)良的藍(lán)色色相，尤其易分散于乙二醇中，并且在乙二醇中分散后極少有粗大粒子(長徑大于5μm)存在，同時具有良好的遮蓋性能，近中性的酸堿度和極少量有害雜質(zhì)，不僅可以保證在化學(xué)纖維生產(chǎn)中極少的二次凝聚現(xiàn)象產(chǎn)生或良好的白度和色相。
6、油墨
油墨是由色料(包括顏料合染料)、填料、助劑和展色劑等組成的一種粘性流體。在油墨生產(chǎn)中，顏料對油墨的質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。
因為油墨在使用時的厚度比一般涂料的涂層薄得多，對鈦白粉的要求是既要有高的遮蓋力，又要顏料體積濃度高(PVC有時高達(dá)55%)，在這種情況下，白色顏料中只有鈦白粉具有遮蓋力大、消色力高、顆粒細(xì)、耐稀酸稀堿、耐光、耐熱、不易泛黃、憎水性好、流動性小、不溶于展色劑且能均勻分散在展色劑中，所以是高級白色油墨和淺色油墨不可缺少的色料。目前印刷報紙、書籍、畫片和印鐵、印金屬、印瓷、印橡膠、印塑料和印無線電半導(dǎo)體的電路板等都要用它，其它如畫線筆、油彩、美術(shù)顏料、蠟筆、打字修改液用的鈦白粉也屬于油墨用鈦白粉的范疇。
7、其它
顏料級鈦白粉的其它用途還有皮革用的著色油膏;文教用品中的美術(shù)顏料、油彩、蠟筆、鉛筆等;化妝品合醫(yī)藥、食品添加劑等等。
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