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國(guó)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(jià)值計(jì)）。鈦白粉是應(yīng)用廣、市場(chǎng)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(shí)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(guó)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(guó)內(nèi)多選用銳鈦型鈦白粉，國(guó)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(rùn)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(guó)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(jí)和中低級(jí)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(guó)產(chǎn)金紅石鈦白粉目前只能占據(jù)汽車漆中低檔市場(chǎng)。
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(shí)不會(huì)造成環(huán)境污染；同時(shí)粉末涂料在使用過程中還可以回收，對(duì)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(guó)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(zhǎng)快的領(lǐng)域，年均增長(zhǎng)率6%，全世界500余個(gè)鈦白粉粉牌號(hào)中，有50多個(gè)牌號(hào)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(duì)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(shí)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(duì)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(guó)內(nèi)，裝飾紙使用的鈦白粉量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它兩個(gè)品種，這種形勢(shì)是由我國(guó)的消費(fèi)水平?jīng)Q定的。據(jù)不完全估計(jì)，國(guó)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(duì)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(jià)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(duì)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(gè)指標(biāo)決定了鈦白粉的性價(jià)比。簡(jiǎn)單說，遮蓋力高的鈦白粉，一般價(jià)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(jià)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(guó)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(duì)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(gè)指標(biāo)，是因?yàn)閲?guó)際大鈦白粉公司在推銷造紙專用鈦白粉時(shí)均同時(shí)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(jìng)爭(zhēng)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(rùn)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(shí)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(jiǎn)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(guó)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(guó)產(chǎn)金紅石鈦白粉，低檔的使用國(guó)產(chǎn)銳鈦型鈦白粉。
色母粒可用于對(duì)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(gè)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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