世界上最好的白色顏料-鈦白粉

/世界上最好的白色顏料——鈦白粉性能它的耐化學(xué)性特別好：常溫下幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，對氧、氮、氨、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳都是穩(wěn)定的，不溶于水、稀酸、脂肪酸、有機(jī)酸和弱無機(jī)酸，微溶于堿和熱硝酸，只有在長時(shí)間煮沸條件下，才能完全溶于濃硫酸和氫氟酸。它無臭無味無毒。它是白色顏料中著色力最強(qiáng)的一種，具有優(yōu)良的遮蓋力和著色牢度，分散性較好，適用于不透亮的白色制品。它遇熱變黃色，冷卻后又變白色。好吧，你們應(yīng)當(dāng)猜到它是誰了吧！人們通常稱它為鈦白粉，它還有其他名字，例如：顏料白；鈦白；鈦酸桿；二氧化鈦；鈦糖；鈦酐；金紅石；銳鈦礦；鈦白顏料；氧化鈦。它的學(xué)名為二氧化鈦（TitaniumDioxide），分子式為TiO2，相對分子質(zhì)量79.90。CAS登錄號：13463—67—7，EINECS登錄號：236—675—5。結(jié)構(gòu)二氧化鈦是多晶形化合物，自然界存在三種晶形結(jié)構(gòu)：金紅石型、銳鈦礦型和板鈦礦型。這三種晶型的基本構(gòu)成都是[TiO6]八面體，但是其晶型結(jié)構(gòu)卻存在明顯差異，重要在于其晶胞中的[TiO6]八面體分別兩棱共邊、四棱共邊和三棱共邊。板鈦礦板鈦礦型屬于斜方晶系。只存在于自然界的礦物中，數(shù)量很少。它的晶形不穩(wěn)定，當(dāng)加熱到650℃以上時(shí)，會直接轉(zhuǎn)化為金紅石型，目前工業(yè)上沒有應(yīng)用。銳鈦礦銳鈦礦型屬于四方晶系，在低溫下很穩(wěn)定，但在溫度達(dá)到610℃時(shí)，開始緩慢轉(zhuǎn)化為金紅石型，730℃高速轉(zhuǎn)化，915℃可完全轉(zhuǎn)化為金紅石型。銳鈦礦型TiO23.84g/cm3，折射率2.55，耐光性差，不耐風(fēng)化，但白度較好。金紅石金紅石型也屬于四方晶系，是修長的成對孿生晶體，性質(zhì)最為穩(wěn)定，即使在高溫下也不發(fā)生轉(zhuǎn)化和分解。其結(jié)構(gòu)致密，與銳鈦型相比有較高的硬度、密度、介電常數(shù)與折光率。金紅石型TiO2密度4.26g/cm3，折射率2.72，具有較好的耐氣候性、耐水性和不易變黃的特點(diǎn)，但白度稍差。用途鈦白粉（化學(xué)成分是TiO2）是一種白色的無機(jī)顏料，由于它具有折射指數(shù)高、著色力強(qiáng)、遮蓋力大、分散度及耐候性好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是目前世界上性能最好的一種白色無機(jī)顏料和緊要的精細(xì)化工材料。廣泛用于涂料、塑料、造紙、橡膠、化纖、油墨和搪瓷等工業(yè)領(lǐng)域。涂料涂料工業(yè)是鈦白粉的第一大用戶，特別是金紅石型鈦白粉，市場最大，約占鈦白粉消費(fèi)量的50%以上。尤其是這幾年隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的進(jìn)展，涂料工業(yè)不僅從數(shù)量上需要更多的鈦白，而且對質(zhì)量和品種也提出更高要求。例如，在油漆中使用的鈦白粉，其分散性對涂料的性能有決議性作用。因此，生產(chǎn)分散性好的漿狀鈦白是一個(gè)緊要進(jìn)展方向。在涂料生產(chǎn)中使用鈦白作為顏料，不僅可以大大削減顏料的用量，而且用鈦白粉生產(chǎn)出的涂料遮蓋力高、著色力強(qiáng)、顏色明麗、耐候性好，并且能保護(hù)介質(zhì)的物理穩(wěn)定性，加強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋和裂縫，用時(shí)還能防止紫外線及水分穿透，延長漆膜的壽命，被廣泛用于白漆和色漆的生產(chǎn)中，是室外用漆的必需原材料。塑料塑料工業(yè)是目前鈦白粉的第二大用戶，是近幾年增長最快的領(lǐng)域。年平均增長率高達(dá)6%。在塑料中，顏料的遮蓋力、亮度、顏色效應(yīng)、防止紫外光降解等性質(zhì)尤為緊要。在塑料制品中添加鈦白粉，除了利用鈦白粉的遮蓋力、消色本領(lǐng)外，還能提高塑料制品的耐熱性、耐光性和耐候性能以使塑料制品免受紫外光的降解。由于塑料要汲取大量的紫外線，而鈦白粉具有紫外線汲取劑的作用，鈦白粉能汲取紫外線光譜，并能轉(zhuǎn)換紫外線光譜的能量為熱能。由于電子的轉(zhuǎn)移，在鈦白粉的晶體表面生成“活化點(diǎn)”。當(dāng)大氣中的氧滲入聚合物的膜時(shí)，就易被“活化點(diǎn)”的電子化學(xué)汲取而產(chǎn)生新生態(tài)氧，使聚合物發(fā)生氧化作用而老化，而經(jīng)過表面處理的鈦白粉，就能起到對氧的隔絕作用，從而延長塑料的使用壽命。充填鈦白顏料的塑料比充填其他礦物顏料的塑料更能經(jīng)受長期在紫外光中的暴露，且金紅石型鈦白優(yōu)于銳鈦礦型鈦白。一般金紅石型用于戶外塑料，銳鈦礦型重要用于室內(nèi)。塑料中應(yīng)用鈦白時(shí)，分散性尤為緊要，一般都要將二氧化鈦進(jìn)行無機(jī)包膜和有機(jī)包膜處理以提高其分散性。應(yīng)用鈦白最多的是聚烯烴類，其次是聚氯乙烯和工程樹脂。造紙從世界范圍來說，紙張是鈦白粉的第三大用戶。數(shù)據(jù)顯示，全球紙張和紙板產(chǎn)量每年在3108t以上，但在紙張中添加的鈦白量僅4.5105t，平均用量只有1.4kg/t紙。在造紙中，鈦白是紙張的緊要填料，重要用于高級紙張和薄型紙張。鈦白的添加可以提高紙張的不透亮度、平滑度、光澤度和白度，加強(qiáng)彈性，削減吸濕性和提高印刷性能。造紙用鈦白粉要用白度高的鈦白，一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦礦型鈦白粉，可以起到熒光增白劑的作用，加添紙張的白度。但層壓紙要求使用經(jīng)過表面處理的金紅石型鈦白粉，以充足耐光、耐熱的要求。橡膠鈦白粉是橡膠的一種很好的著色劑，具有補(bǔ)強(qiáng)、防老化、填充等作用。由于它的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，顆粒小，不含錳、銅、鎘、鈷等雜質(zhì)，不會損壞硫化過程，由于其著色力和遮蓋力高，使用少量的鈦白粉即能達(dá)到最好的著色效果，而對制品的伸長率和彎曲性能都沒有影響。同時(shí)抗曬性能極強(qiáng)，用鈦白粉制成的白色和彩色橡膠制品在日光照射下，耐暴曬、不龜裂、老化慢、強(qiáng)度高、伸展率大、不易褪色等特點(diǎn)，并且有耐酸堿的性能。在硅橡膠加入二氧化鈦，可提高橡膠的耐熱性和穩(wěn)定性。因此在橡膠工業(yè)中少不了鈦白粉。橡膠用鈦白粉，重要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運(yùn)動(dòng)器材等，一般使用銳鈦礦型為主，但用于汽車輪胎，常加入肯定量金紅石型鈦白粉，以便加強(qiáng)其抗臭氧和抗紫外線本領(lǐng)。橡膠用鈦白，要求它具有較好的耐熱性，硫化加熱時(shí)（110～170℃）不泛黃，對硫黃和其他搭配劑不起反映，銅、錳、鈷、硅、鈣、鎂等雜質(zhì)含量低?；瘜W(xué)纖維化學(xué)纖維表面光滑，有肯定的透亮度，在光線照射下，反射光線很強(qiáng)，使纖維具有肉眼看起來不快樂的猛烈光澤。由于鈦白粉具有折射率高、著色力強(qiáng)、遮蓋力大、白度高、顆粒細(xì)而均勻、分散性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、不易發(fā)生變化、不影響纖維的拉力和染色，且耐光性和耐候性好，所以是一種優(yōu)良的消光劑。在有肯定透亮度的化學(xué)纖維中加入鈦白粉后，可使其具有永久的消光作用，對其強(qiáng)度和拉伸性能又無影響，還會加添化纖織物的棉毛感，其白度和色光都很好，印染后其色澤美麗、明麗?；w用鈦白粉一般不需表面處理，但某些特別品種為了降低二氧化鈦的光化學(xué)作用，避開纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進(jìn)行表面處理。油墨在油墨生產(chǎn)中，顏料對油墨的質(zhì)量起著關(guān)鍵作用，二氧化鈦應(yīng)用于油墨是由于二氧化鈦具有顆粒細(xì)、遮蓋力強(qiáng)、消色力高、流動(dòng)性小、耐酸堿、耐光、耐熱等優(yōu)點(diǎn)，是高級油墨中不可缺少的白色顏料，用二氧化鈦制成的油墨，耐久