顏料級鈦白粉的應用

1、涂料
涂料(coating)是以有機溶劑為溶劑的油漆(paint)和以水為溶劑的水性漆以及無溶劑型的粉末和光固化涂料等的總稱，它是由顏料、油料、漆料(樹脂)、溶劑和催干劑等組成的粘稠懸浮液，涂布在物體表面受空氣的氧化和溶劑的揮發而形成一層堅韌的涂膜而對物體起到裝飾和防護的作用。就涂料而言，人們一般泛指的是油漆，嚴格地講油漆是指加入了顏料的色漆，而涂料是指涂在表面后能形成連續膜的任何一種材料，當然包括油漆在內。

涂料是鈦白粉的大用戶，全球涂料工業所消費的TiO2占二氧化鈦顏料總消費量的58%～60%，我國的此項消費比例更高一些，約為60%～65%左右，年均需用鈦白粉8萬噸(96～98年數據)。鈦白粉是涂料工業中用量多的一種顏料，占涂料著色劑成本的一半，在涂料工業中的消費量占涂料工業消費各種顏料總量的90%。

在涂料用白色顏料中，以鈦白粉的性能好，用鈦白粉生產出的涂料不僅色彩鮮艷、遮蓋力高、著色力強、耐候性好、耗油量也比較低，并能增強涂膜的附著力和機械強度、延長涂料的使用壽命。鈦白粉在涂料中的重要的作用是它的高遮蓋力使涂膜不透明。

工業涂料的服務范圍很廣，包括汽車、船舶、建筑、木器和金屬家俱、家用電器、卷材涂裝、玩具、日用品等。1999年我國涂料總產量約226萬噸，僅次于美國、日本，居世界第三位.。涂料中50%為建筑涂料，而建筑涂料中乳膠漆約占30%～40%，年需用鈦白粉4.5～6萬噸。近年來由于我國交通業的高速發展，汽車漆和路標漆的用量也較大。

2、塑料
塑料是二氧化鈦顏料的第二大用戶，占世界二氧化鈦總需求量的18%～20%。二氧化鈦在塑料中的加入量隨其品種和應用場合而異，一般在0.5%～5%之間。

鈦白粉在塑料制品中的應用，除了利用它的高遮蓋力、消色力以及與其他顏料拼用性能好外，它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能以使塑料制品免受UV光的侵襲，改善塑料制品的機械強度和電性能。幾乎所有熱固性和熱塑性的塑料中都使用它，聚烯烴類(主要是低密度的聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS(丙烯腈-丁二烯苯乙烯的共聚物)、聚氯乙烯等。它既可以與樹脂粉末干混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有一些是把鈦白粉先經過中間工廠制成色母料后再使用。因此，對用于塑料的二氧化鈦的性質要求主要是粒徑細、粒徑分布均勻，以增強對短波長光線的反射能力和制取色相更好的塑料制品。另外，二氧化鈦顏料必須具有良好的耐熱性能以及高分散性。所以用于塑料的二氧化鈦一般都經過無機包膜和有機包膜處理，與涂料系統一樣，戶外塑料用二氧化鈦應為金紅石型，其它可以用銳鈦型。

3、紙張
從世界范圍來說，紙張是二氧化鈦顏料的第三大用戶，在美國是第二大用戶。紙張中添加二氧化鈦的目的主要是賦予紙張不透明度和白度，其次是改進紙張的平滑度和機械性能，增強彈性、減少吸濕性，提高光澤和可印刷性能。高級紙張和薄型紙(字典、畫報、雜志封面、計算機、鈔票、復印機紙和裝飾用紙等)中一定要使用鈦白粉，使用鈦白粉的紙張白度好、強度高、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，重量也能減輕15%～30%，有些包裝紙加入鈦白粉后甚至可以不漂白。

紙張用二氧化鈦應以銳鈦型為主，因為它具有色調明顯偏蘭底相。戶外紙張應使用金紅石型產品。造紙工業用的二氧化鈦主要品質要求細粒徑，具有高度的水分散性和良好的遮蓋力以及與紙張纖維的結合力，雜質含量少(特別是鐵含量)，白度等。銳鈦型二氧化鈦一般不需經過表面處理。

造紙工業中使用的二氧化鈦有兩種方式，一種是以填充劑的形式直接加到紙漿中，另一種是做成涂料后涂在紙張上面。在美國特種紙張中鈦白粉的用量(TiO2的質量比)如下：刊物印刷用膠版紙1%～4%;書面及課本紙4%～8%;薄型紙6%～10%;層壓裝潢紙10%～25%;冷凍食品包裝用蠟紙5%～10%;一般粘合紙合書寫紙0%～1%。

4、橡膠
鈦白粉在橡膠中除了用作著色劑外，還有補強、填充、防老化的作用，并可使其在硫化過程中不泛黃，不龜裂，伸屈率大，并具有耐酸堿的性能。在硅橡膠中加入鈦白，還可以改變橡膠的耐熱性和穩定性。橡膠用二氧化鈦必須具備一定的耐熱性，硫化加熱時不泛黃，不與其它配合劑、促進劑、防老劑反應，穩定性好。對二氧化鈦的雜質如Cu、Mn、Si、Ca、Mg含量須嚴加控制。

橡膠工業用的鈦白粉，主要用于汽車輪胎(特別是轎車胎的白色外側)，以及膠鞋(旅游鞋、球鞋、跑鞋等)、橡膠地板、手套、雨衣運動器材(如批秒千毫微、網球高爾夫球的外層都含有鈦白粉)等。使用鈦白粉比立德粉可少用2/3～3/4。

5、化學纖維
鈦白粉(特別是銳鈦型)的另一個重要的應用領域是化學纖維行業。化學纖維特別是合成纖維，由于其分子排列整齊，纖維表面較光滑，具有刺眼的光澤并呈半透明狀態，所以在紡絲前要加入消光劑消光。由于顏料與纖維的折射率相差越大其消光效果越明顯，而二氧化鈦在所有白色顏料里的折射率高，所以鈦白粉是合成纖維理想的消光材料。雖然金紅石型的折射率比銳鈦型高，但它沒有銳鈦型那樣軟，金紅石型的顆粒硬容易磨損噴絲孔和切絲刀，因此一般都使用銳鈦型。

鈦白粉在纖維中消光時，可分為內消光和外消光兩種，內消光是把鈦白粉在紡絲前加到原液里或聚合時加到樹脂中;外消光是把鈦白粉分散在某種有機粘合劑種，作為包覆劑和鈍化劑用于部分紡織品種，如人造纖維、塔夫綢等。大部分化纖鈦白粉是在內消光中用，內消光的使用量一般在0.2%～2%之間，常用量為0.3%(半消光)。如化學纖維專用二氧化鈦AH-105具有良好的均勻的粒徑和較窄粒度分布，極佳的睡醒分散性能及分散穩定性、柔和優良的藍色色相，尤其易分散于乙二醇中，并且在乙二醇中分散后極少有粗大粒子(長徑大于5μm)存在，同時具有良好的遮蓋性能，近中性的酸堿度和極少量有害雜質，不僅可以保證在化學纖維生產中極少的二次凝聚現象產生或良好的白度和色相。

6、油墨
油墨是由色料(包括顏料合染料)、填料、助劑和展色劑等組成的一種粘性流體。在油墨生產中，顏料對油墨的質量起到關鍵的作用。

因為油墨在使用時的厚度比一般涂料的涂層薄得多，對鈦白粉的要求是既要有高的遮蓋力，又要顏料體積濃度高(PVC有時高達55%)，在這種情況下，白色顏料中只有鈦白粉具有遮蓋力大、消色力高、顆粒細、耐稀酸稀堿、耐光、耐熱、不易泛黃、憎水性好、流動性小、不溶于展色劑且能均勻分散在展色劑中，所以是高級白色油墨和淺色油墨不可缺少的色料。目前印刷報紙、書籍、畫片和印鐵、印金屬、印瓷、印橡膠、印塑料和印無線電半導體的電路板等都要用它，其它如畫線筆、油彩、美術顏料、蠟筆、打字修改液用的鈦白粉也屬于油墨用鈦白粉的范疇。

7、其它
顏料級鈦白粉的其它用途還有皮革用的著色油膏;文教用品中的美術顏料、油彩、蠟筆、鉛筆等;化妝品合醫藥、食品添加劑等等。