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國產(chǎn)鈦白粉應(yīng)用介紹
鈦白粉是一種重要的精細(xì)化工原料，它是重要的白色顏料，占全部白色顏料使用量的80%，世界上90%的鈦資源都用來制造鈦白粉，是僅次于合成氨和磷酸的第三大無機(jī)化學(xué)品（以價值計(jì)）。鈦白粉是應(yīng)用廣、市場需求量很大的一種白色無機(jī)顏料。
鈦白粉的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：涂料、色母粒、塑料、造紙等。
一、涂料
涂料是鈦白粉的大用戶。通常，鈦白粉在涂料領(lǐng)域的消耗量占鈦白粉應(yīng)用領(lǐng)域消耗量的60%，同時它也是涂料工業(yè)中用量多的一種顏料（各種涂料中鈦白粉含量10%～35%）。
國產(chǎn)鈦白粉粉用量較大的幾類主要涂料品種如下：
1）乳膠漆
乳膠漆是水性涂料的一種，是把樹脂用水乳化后，加入顏料分散而成的新型涂料。乳膠漆不含溶劑或含有少量溶劑，具有耐候、可刷洗、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，用作建筑涂料。隨著城市建設(shè)和房產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，建筑涂料的需求非常旺盛，可以說乳膠漆是近年來涂料行業(yè)發(fā)展快的品種。乳膠漆分內(nèi)用和外用，外用的使用金紅石鈦白粉；內(nèi)用的國內(nèi)多選用銳鈦型鈦白粉，國外公司仍然使用金紅石鈦白粉。外用乳膠漆多的是丙烯酸型，內(nèi)用的以酚醛樹脂居多。內(nèi)用乳膠漆主要是平光乳膠漆，平光乳膠漆的配方主要包括溶劑（水）、顏料、填料、分散劑、乳液、濕潤劑、增稠劑、消泡劑、及其他助劑。
一般乳膠漆加工工藝為：將顏料、填料、分散劑、水、消泡劑等預(yù)混合，高速攪拌（或研磨）達(dá)到一定細(xì)度后，再加入乳液、其他助劑等，高速攪拌（或研磨）即得產(chǎn)品。
2）卷材和印鐵涂料
彩鋼是近年來發(fā)展起來的新品種，彩鋼具有堅(jiān)固耐久、使用方便、美觀大方、可以拆卸等優(yōu)點(diǎn)而受到用戶歡迎，卷材涂料和印鐵涂料也就應(yīng)運(yùn)而生。有的彩鋼生產(chǎn)廠甚至專門建設(shè)了卷材涂料生產(chǎn)線。卷材涂料是通過專門的涂漆機(jī)涂在鋼板或其它金屬表面上，再經(jīng)過烘烤成型。卷材涂料又可分為里層和表層，表層又分為底漆和面漆。表層要求高，面漆的要求更高。卷材涂料一般都使用金紅石鈦白粉，背面漆要求低，可以使用國產(chǎn)金紅石鈦白粉和環(huán)氧樹脂，面漆原料一般采用聚酯和進(jìn)口金紅石鈦白粉粉。
3）汽車漆
汽車漆有高 級和中低級之分，很好的是轎車漆，其次是卡車和客車漆。汽車漆主要要求 鈦白粉的耐候性、光澤和遮蓋力。目前能夠使用在轎車漆中的鈦白粉品牌很少，均為專用型進(jìn)口氯化法金紅石鈦白粉，如R2310、R706等。國產(chǎn)金紅石鈦白粉目前只能占據(jù)汽車漆中低檔市場。
4）粉末涂料
粉末涂料是使用樹脂與顏料等助劑直接熱熔，使顏料分散在熔融的樹脂中，再冷卻粉碎而成。由于粉末涂料不含溶劑，使用時不會造成環(huán)境污染；同時粉末涂料在使用過程中還可以回收，對節(jié)約能源也很有好處。粉末涂料通過靜電噴涂于家電、汽車零件等金屬件上，也可以用于塑料、木料等非金屬制品上，用途非常廣，施工良好的粉末涂料其表面光澤能夠與油漆媲美。粉末涂料根據(jù)所用樹脂不同分為：環(huán)氧改性、丙烯酸、聚酯等類型。采用的鈦白粉絕大多數(shù)是金紅石型鈦白粉。
二、塑料
塑料工業(yè)是鈦白粉的大用戶，通常，國產(chǎn)鈦白粉在塑料領(lǐng)域的消耗量占鈦白粉應(yīng)用領(lǐng)域消耗量的20%。塑料工業(yè)是近幾年增長快的領(lǐng)域，年均增長率6%，全世界500余個鈦白粉粉牌號中，有50多個牌號是屬于塑料專用的。
鈦白粉在塑料制品中的應(yīng)用，除了利用它的高遮蓋力、高消色力及其他顏料性能外，它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能，使塑料制品免受UV光的侵襲，改善塑料制品的機(jī)械性能和電性能。由于塑料制品比油漆和油墨的涂膜厚得多，因此它不需要太高的顏料體積濃度，加上它遮蓋力高，著色力強(qiáng)，一般用量只有1%~5%。幾乎所 有熱固性和熱塑性的塑料中都使用它，如聚烯烴類、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等，它既可以與樹脂干粉混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有一些是把鈦白粉先加工成色母粒后在使用。
大多數(shù)塑料用鈦白粉粒徑都較細(xì)，通常涂料用鈦白粉的粒徑為0.2～0.4 μm，而塑料用鈦白粉的粒徑為0.15～0.3 μm，這樣可以獲得藍(lán)色底相，對大多數(shù)帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。
塑料用鈦白粉一般都要經(jīng)過有機(jī)表面處理（多元醇、硅烷或硅氧烷），因?yàn)樗芰嫌免伆追叟c涂料用鈦白粉不同，前者是在樹脂中，通過剪切力加工混合，有機(jī)表面處理后的鈦白粉，在適當(dāng)?shù)臋C(jī)械剪切力下，就能比較好地分散。
三、造紙業(yè)
造紙業(yè)是鈦白粉的第三大用戶。裝飾紙、圣經(jīng)紙和紙幣中一般都要使用鈦白粉，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，質(zhì)量也能減輕15%～30%。裝飾紙也稱為鈦白粉紙，主要用于制作家具、地板、壁紙等的原材料。對于有抗老化的要求的紙張，使用金紅石鈦白粉；更多的金紅石鈦白粉是使用在高灰份的紙張中，這種高灰份的紙張用金紅石鈦白粉，因?yàn)殇J鈦型鈦白粉的遮蓋力達(dá)不到要求。銳鈦型鈦白粉均用在低灰份的紙張中，如圣經(jīng)紙和紙幣等，圣經(jīng)紙要求紙張有很好的不透明度，一般使用銳鈦型鈦白粉即可滿足；造幣紙也要求很好的不透明度，主要也使用銳鈦型鈦白粉。在國內(nèi)，裝飾紙使用的鈦白粉量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它兩個品種，這種形勢是由我國的消費(fèi)水平?jīng)Q定的。據(jù)不完全估計(jì)，國內(nèi)用于裝飾紙的鈦白粉每年超過3萬t。裝飾紙中鈦白粉用量20%~40%，其它紙中鈦白粉1%~5%。
金紅石鈦白粉用于耐候、高灰份的紙張，銳鈦型鈦白粉用于對耐候要求不高、低灰份的紙張，決定造紙廠選用何種鈦白粉的主要原因是造紙的成本，也就是鈦白粉的性價比。由于鈦白粉在造紙中的成本比例高達(dá)30%~50%，因此造紙廠在滿足用戶要求的情況下，對選擇鈦白粉可以說是斤斤計(jì)較，能使用銳鈦型鈦白粉決不使用金紅石鈦白粉。
1）遮蓋力（不透明度）：
相同鈦白粉的紙張能夠遮蓋住底色的能力，這個指標(biāo)決定了鈦白粉的性價比。簡單說，遮蓋力高的鈦白粉，一般價格高，但使用量少，因此每噸紙張中鈦白粉的成本可能較低；遮蓋力低的鈦白粉，雖然價格低，但用量大，導(dǎo)致每噸紙張中鈦白粉的成本升高；
2）白度：
鈦白粉的白度決定紙張成型后的外觀；
3）分散性：
現(xiàn)在的造紙工藝一般都使用分散劑，因此，鈦白粉的水分散性差別不大；
4）耐候性：
國產(chǎn)金紅石鈦白粉能夠滿足多數(shù)紙張的耐候性能要求，只有很少的紙張需要金紅石鈦白粉提供很高的耐候性能；
5）留著率：
造紙行業(yè)均對過濾的水進(jìn)行回用，或采用助留劑，一般鈦白粉的回收率都在99%以上，之所以保留這個指標(biāo)，是因?yàn)閲H大鈦白粉公司在推銷造紙專用鈦白粉時均同時提供助留劑配方和使用方法，以提高服務(wù)質(zhì)量，增加產(chǎn)品競爭力。
四、色母粒
塑料色母粒是一種高濃縮、高 效能的顏色配置品，即顏料以超常濃度均勻分布在載體樹脂中，并形成一定粒徑的顆粒。它主要由核心層（顏料）、偶聯(lián)層（偶聯(lián)劑或表面活性劑）、分散層（潤滑劑或分散劑）、增混層（載體樹脂）等組成。它在塑料中作為染色劑使用，用于吹膜、注塑、熱壓、注塑等塑料制品的生產(chǎn)。色母粒著色效果優(yōu)越，使用方便，節(jié)約能源，使用時無粉塵和污水，因此備受用戶的青睞。色母粒行業(yè)由于生產(chǎn)工藝簡單、投資少，得到速度發(fā)展。
據(jù)上海浩羅實(shí)業(yè)有限公司了解，我國用于色母粒生產(chǎn)的鈦白粉每年2～3萬t，所使用的金紅石鈦白粉分為高中低三檔，高 檔的使用進(jìn)口金紅石鈦白粉，中檔的使用國產(chǎn)金紅石鈦白粉，低檔的使用國產(chǎn)銳鈦型鈦白粉。
色母粒可用于對聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS塑料配色。其主要成分有顏料、樹脂、分散劑、填料、熒光增白劑、抗氧劑、抗紫外線劑、抗靜電劑、增韌劑、光亮劑等，鈦白粉粉在其中作為白色顏料使用，具有無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、遮蓋力高、分散性好等優(yōu)點(diǎn)。
色母粒生產(chǎn)工藝有幾種，典型的如：顏料、樹脂、分散劑、體積顏料、其他助劑等經(jīng)過高速攪拌機(jī)混合，通過螺桿機(jī)擠出機(jī)擠出抽絲冷卻，再經(jīng)過切割機(jī)切割成色母粒。
色母粒是作為工業(yè)原料，性能優(yōu)劣通常是在后續(xù)產(chǎn)品應(yīng)用中表現(xiàn)出來（如吹膜或注塑），因此，鈦白粉在色母粒中的性能也主要體現(xiàn)在色母粒的應(yīng)用過程中。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1）鈦白粉的著色能力：
決定相同塑料制品顏色使用的鈦白粉量；
2）鈦白粉的白度和色差：
決定鈦白粉含量相同的淺色（白色）塑料制品的外觀；
3）鈦白粉的分散性：
影響色母粒生產(chǎn)成本和塑料制品的外觀、光澤等指標(biāo)
4）鈦白粉的加工性能：
影響色母粒生產(chǎn)成本。
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