钛白粉是一种品质优越的白色颜料,它不溶于水,也不溶于油,能够均匀地分散在这些介质中,因此,钛白粉具有水分散性和油分散性的两种分散特性。水性涂料中,在涂料其它组分正常的情况下,要求钛白粉的水分散性良好,且在体系中达到分散稳定化。对于水分散性差的钛白粉,在高速剪切力的作用下,分散后,很易团聚而导致返粗现象,这样在涂料的运输过程中,出现分层,使用时带来很大的不便。对于溶剂型涂料,当钛白粉油分散性较差时,钛白粉在油性溶剂中不能完全的分散,也会导致颗粒团聚,生产溶剂型涂料时,要求的分散设备严格,能耗高。
塑料工业是钛白粉的第二大用户,是近几年增长最快的领域,年均增长率6%,全世界500余个钛白粉牌号中,有50多个牌号是属于塑料专用的。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颜料体积浓度,加上它遮盖力高,着色力强,一般用量只有3%~5%。几乎所有热固性和热塑性的塑料中都使用它,如聚烯烃类(主要是低密度的聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等,它既可以与树脂干粉混合,也可以与含增塑剂的液体相混合,还有一些是把钛白粉先加工成色母粒后在使用。
钛白粉的分类
按生产工艺路线分为硫酸法钛白粉、氯化法钛白粉;
按结晶形态分为锐钛型和金红石型二大类;
按使用对象分为颜料钛白粉和特殊专用钛白粉
大多数塑料用钛白粉粒径都较细,通常涂料用钛白粉的粒径0.2~0.4μm,而塑料用钛白粉的粒径为0.15~0.3μm,这样可以获得兰色底相,对大多数带黄相的树脂或易泛黄的树脂有遮蔽作用。
钛白粉的颜色,在钛白企业通常用油相白度或者干粉白度来表示。白度是钛白粉很重要的颜料性能指标,在各行各业都特别注重白度这一指标,当钛白粉白度较差或者色差大时,在涂料生产中,涂料的颜色和光泽下降,严重时发灰、发暗,大大影响涂料的应用性能。对于锐钛型和金红石型钛白粉颜色上没有较大的差异,当生产各工艺控制严格和有一定质量体系保证的情况下,锐钛型钛白粉的颜色可以和金红石型相媲美。
普通型塑料用钛白粉一般不经过表面处理,因为采用常规的水合氧化铝这类无机物包膜的钛白粉,在相对湿度60%时,其吸附平衡水在1%左右,当塑料在高温挤出加工时,水分蒸发会导致光滑的塑料表面出现气孔,这种未经无机物包膜的钛白粉,一般都要经过有机表面处理(多元醇、硅烷或硅氧烷),因为塑料用钛白粉与涂料用钛白粉不同,前者是在低极性的树脂中,通过剪切力加工混合,有机表面处理后的钛白粉,在适当的机械剪切力下,就能比较好地分散。
随着塑料制品应用范围的不断扩大,许多外用塑料制品,如塑料门窗、建筑材料等室外用塑料产品,对耐候性也有很高的要求,除了必须使用金红石钛白粉外,还需要进行表面处理,这种表面处理一般不加锌,只加硅、铝、锆等。硅具有亲水去湿作用,可防止塑料高温挤出时因水分蒸发而产生气孔,但这些表面处理剂的量一般不太多。
塑料的组成包括树脂、填料、增塑剂及其他助剂(如着色剂、防老剂、阻燃剂等),按产品加工方式可分为塑料薄膜的挤出吹塑成型工艺、塑料板材的挤出成型工艺和塑料注射成型工艺,例如: 塑料薄膜的挤出吹塑成型工艺:树脂、填料、助剂 制母粒 配料(母粒加树脂) 吹膜 塑料薄膜 该工艺采用的主要设备有双辊开炼机、吹膜机等。 塑料注射成型工艺包括塑化、注射和模塑冷却三个阶段,常用设备有栓塞式注射机、螺杆式注射机等。
塑料制品对钛白质量要求是:1) 遮盖力:遮盖力好的钛白,生产出来的塑料制品更轻更薄; 2) 白度:决定浅色或白色塑料制品的外观; 3) 分散性:影响塑料制品生产成本,分散不好的钛白在塑料制品中会影响制品的光滑度和光亮度;4) 耐候性:室外使用的塑料制品以及塑料门窗等必须保证钛白的耐候性能。
钛白粉是化学纤维生产中必不可少的辅料。化学纤维本身绝大部分都是透明的,光泽很强。为了消除这种光泽,使其透明度与天然纤维相仿,就需要在制造时加入消光剂来减抑光泽,而钛白粉折射率高,消色力强,遮盖力大,白度好,颗粒细而均匀、分散性好、化学稳定性好,处理时不易发生变化,又不影响纤维的拉力和染色,所以是一种优良的消光剂,并能改善耐光性和耐候性。
在橡胶工业中,为了改善生胶在加工过程的工艺性能和硫化胶的使用性能,必须加入硫化剂、促进剂、活性剂、防老剂、补强剂和着色剂等几中种或十几种助剂,使橡胶起物理和化学变化。钛白粉是一种很好的着色剂,因为它的物理化学性能稳定,颗粒小,不含损害硫化过程的杂质,不会损害硫化过程,由于其消色力和遮盖力强,使用少量的钛白粉即能达到最好的着色效果,而对制品的抗张能力,伸长率和弯曲性能都没有影响。同时抗晒能力强,在日光照射下不龟裂、不变色,因此一般的白色及浅色橡胶制品中少不了钛白粉。
钛白粉在塑料制品中的应用,除了利用它的高遮盖力、高消色力及其他颜料性能外,它还能提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性能,使塑料制品免受UV光的侵袭,改善塑料制品的机械性能和电性能。
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