造纸行业是钛白粉主要用户,作为纸张填料,主要用在纸张和薄型纸张中。在纸张中加入钛白粉,可使纸张具有较好的白度,光泽好,强度高,薄而光滑,印刷时不穿透,质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉,可以起到荧光剂的作用,增加纸张的白度。但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉,以满足耐光、耐热的要求。
纺织和化学纤维行业是钛白粉的另一个重要应用领域。化纤用钛白粉主要作为消光剂。由于锐钛型比金红型软,一般使用锐钛型。化纤用钛白粉一般不需表面处理,但某些品种为了降低二氧化钛的光化学作用,避免纤维在二氧化钛光催化的作用下降解,需进行表面处理。
钛白粉的分类
按生产工艺路线分为:硫酸法钛白粉和氯化法钛白粉
硫酸法是使用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应,得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出二氧化钛。硫酸法既可以生产锐钛型二氧化钛,也可以生产金红石型二氧化钛。
氯化法是使用含钛的原料,以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛,经精馏提纯,然后在进行气相氧化;在速冷后,进过气固分离得到二氧化钛。
按结晶形态分为:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)
锐钛型二氧化钛百度好,但着色力仅为金红石型的70,在耐候性方面:加入锐钛型二氧化钛试片仅仅经过一年以后即开始龟裂或者碎片状剥落,而加入金红石型二氧化钛的试片,经过十年以后其外观只有很小变化。由于金红石型二氧化钛着色力及耐候性较佳,塑料着色使用金红石型二氧化钛为好。
按使用对象分为:颜料钛白粉和特殊钛白粉
颜料钛白粉是油墨中不可缺少的白色颜料。含有钛白粉的油墨耐久不变色,表面润湿性好,易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型。其他钛白粉包括涂料,塑料、造纸、含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等众多领域。
钛白粉的主要三大用途涂料
涂料是钛白粉的大用户。通常,钛白粉在涂料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的60%,它也是涂料中用量多的一种颜料(各类涂料中钛白含量占10%~35%)。与钛白粉应用有关的涂料有乳胶漆、卷材和印铁涂料、汽车漆、粉末涂料等。
塑料
塑料行业是第二大用户。通常钛白粉在塑料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的20%。在塑料中加入钛白粉,可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性,使塑料制品的物理化学性能得到改善,增强制品的机械强度,使用寿命。
造纸
造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉,采用钛白粉的纸张,白度好、强度高、有、薄而光滑、印刷时不穿透,在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍,质量也能减轻15%~30%。
钛白粉主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料,有金红石和锐钛型二种结构。钛白粉具有的化学稳定性、耐候性、着色力、遮盖力及白度,是世界上性能佳、应用广、用量大的白色无机颜料,已成为世界无机化工产品中三种销售额大的商品之一,仅次于合成氨和磷化工产品。
被广泛应用于涂料、塑料、造纸、橡胶、油墨、化学纤维、电容器、搪瓷、食品、化妆品等工业领域。
用钛白粉制得的瓷釉透明度强,具有质量小、抗冲击力强、机械性能好、色彩鲜艳、不易污染等特点。食品和医药用钛白粉为纯度很高、重金属含量低、遮盖力强的钛白粉。
复合钛白颜料基本介绍:
复合钛白颜料---替代钛白粉使用----钛白粉---钛白---钛白颜料----复合钛白颜料----二氧化钛
复合钛白颜料是精选结构外型和粒度分布等与钛白类似,且表面具有反应活性的无机粉体为基本原料(内核),TiO2为包膜物,应用新材料改性复合制备、无机包膜、粉体均化等高新技术,通过二者的分割细化,表面羟基化改造和机械力化学反应等方式制备而成的新型复合白色颜料,它具有与钛白粉相同或近似的物化性质,因而具有二氧化钛颜料性质。广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨行业,可取得与使用钛白粉相同的技术性能,且较大幅度地降低原材料的使用成本。
钛白粉的用途:
1、化妆品:钛白粉,各种香粉几乎都用其代替铅白和锌白。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉;
2、油墨:油墨制造业使用的白色颜料主要是钛白粉和锌钡白两种,其中钛白粉不仅具有良好的物理化学稳定性,而且各种耐抗性好,具有较其他油墨用材料价格低等特点。油墨是用于印刷的重要材料,它通过印刷或喷绘将图案、文字表现在承印物上。油墨中包括主要成分和成分,它们均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体。由连结料(树脂)、颜料、填料、助剂和溶剂等组成。用于书刊、包装装潢、建筑装饰及电子线路板材等各种印刷。随着社会需求增大,油墨品种和产量也相应扩展和增长;
3、造纸:使用钛白粉的纸张,白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透,在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍,重量也能减轻15%~30%。所以装饰纸、圣经纸和纸币一定要使用钛白粉。使用钛白粉的纸张,白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透,在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍,重量也能减轻15%~30%。所以装饰纸、圣经纸和纸币一定要使用钛白粉;
4、涂料:涂料是由基料、颜料、溶剂和助剂等组成的粘稠悬浮液。钛白粉作为一种颜料而被用于涂料中;
5、橡胶:钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂,又具有补强、防老化、填充作用。主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主,早期的橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳,加工后制成具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。是高弹性的高分子化合物。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成;合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。
钛白粉的主要特性:物理特性
1、相对密度:在常用的白色颜料中,二氧化钛的相对密度小,同等质量的白色颜料中,二氧化钛的表面积大,颜料体积高;
2、熔点和沸点:由于锐钛型在高温下会转变成金红石型,因此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℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为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为(3200±300)℃,在此高温下二氧化钛稍有挥发性;
3、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。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低,只有48;
4、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。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,可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件;
5、硬度:按莫氏硬度十分制标度,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;
6、吸湿性:二氧化钛虽有亲水性,但其吸湿性不太强,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,还与表面处理与性质有关;
7、热稳定性:二氧化钛属于热稳定性好的物质;
8、粒度:钛白粉粒度分布是一个综合性的指标,它严重影响钛白粉颜料性能和产品应用性能,因此,对于遮盖力和分散性的讨论可直接从粒度分布上进行分析。
钛白粉的化学特性:
钛白粉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反应,对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用,不溶于水、脂肪,也不溶于稀酸及无机酸、碱,只溶于氢氟酸。但在光作用下,钛白粉可发生连续的氧化还原反应,具有光化学活性。 这一种光化学活性,在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显,这一性质使钛白粉既是某些无机化合物的光敏氧化催化剂,又是某些有机化合物光敏还原催化剂。