钛白粉还是油墨中不可缺少的白颜料。含有钛白粉的油墨耐久不变,表面润湿好,易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型。
钛白粉成分结构:
它有金红石型(Rutile R型)和锐钛型(Anatase 型)二种结构,金红石晶体结构致密,比较稳定,光学活性小,因而耐候性好,同时有较高的遮盖力,消色力。
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。
钛白粉性能验证:
1、复合钛白颜料对涂料对比率性能的影响:涂料的遮盖性能是反映白色颜料性能的直接和关键的指标,在涂料其它组分和条件相同的前提下,涂料的遮盖力越强,表明颜料的遮盖性能越强。
2、复合钛白颜料对紫外光的吸收屏蔽性能:将复合钛白颜料(金红石型)与金红石钛白粉(R818)用水配成0.2%的悬浮体,经超声波分散20分钟后,取样放入72型紫外与可见光分光光度计中测试其光透过率(见表4),以此来判断产品对紫外光的吸收情况。
金红石钛白粉对紫外线的吸收屏蔽作用是其具备佳化学稳定性和良好的耐老化、抗粉化和抗变色性能的体现,复合钛白颜料呈现的相似光学特性显示了其同样具备耐老化等光稳定性能。
钛白粉制造方法:钛白粉制造方法也有两种:硫酸法和氯化法;
1、硫酸法:是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛,经水解生成偏钛酸,再经煅烧、粉碎即得到钛白粉产品。此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。硫酸法的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料,技术较成熟,设备简单,防腐蚀材料易解决。其缺点是流程长,只能以间歇操作为主,湿法操作,硫酸、水消耗高,废物及副产物多,对环境污染大;
2、氯化法:氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产四氯化钛,经高温氧化,再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。氯化法只能生产金红石型产品。氯化法优点是流程短,生产能力易扩大,连续自动化程度高,能耗相对低,“三废”少,能得到产品。其缺点是投资大,设备结构复杂,对材料要求高,要耐高温、耐腐蚀,装置难以维修,研究开发难度大;
替代品:为了解决价格高昂的成本,后来发明了立德粉,锻等产品,但是综合性能远不如钛白粉,只能部分替代钛白粉。
钛白粉(TiO2),学名二氧化钛,为白色粉末,加热时略带微,主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料,分子式为TiO2是一种多晶化合物,其质点呈规则排列,具有格子构造。二氧化钛的相对密度小。在整个钛工业中,制取钛白粉耗用的金红石和钛铁矿占耗用总量的90%,制取金属钛(海绵钛)耗用的含钛物料仅占10%左右。
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。