中國粉體網(wǎng)訊 鈦白粉是應(yīng)用最廣泛的白色顏料，因其對可見光中所有波長的光波都有很強的反射，而呈現(xiàn)白色，廣泛應(yīng)用于油墨、涂料、造紙等行業(yè)。白度是鈦白粉的重要指標(biāo)之一，由于鈦白粉的白度較高，被稱為“白色之王”。鈦白粉白度的高低對于鈦白粉的應(yīng)用范圍有著極大的影響。涂料、造紙、油墨等工業(yè)中，對顏色的要求非常嚴(yán)格，若鈦白粉的白度過低，則會減小其應(yīng)用范圍。
（圖片來源：攀鋼）
近日，中國粉體網(wǎng)小編從攀鋼集團(tuán)鈦白產(chǎn)品應(yīng)用研究中心了解到，研究人員從系統(tǒng)污染、鈦白粉加量、生產(chǎn)加工溫度、體系相容性這4個方面，針對鈦白粉干粉白度與其在各應(yīng)用領(lǐng)域中所呈現(xiàn)出來的應(yīng)用白度之間的關(guān)系進(jìn)行了分析和討論，研究表明，同一牌號鈦白產(chǎn)品在不同應(yīng)用體系中影響鈦白粉應(yīng)用白度的主要因素是體系相容性，而鈦白粉的干粉白度與應(yīng)用白度之間并沒有必然相關(guān)性。
鈦白粉的干粉白度及其影響因素
鈦白粉干粉白度是用鋁杯將鈦白粉恒壓至表面成鏡面的粉餅，用白度儀或分光測色計檢測其粉餅的鏡面白度。就目前來講，影響鈦白粉干粉白度的因素有雜質(zhì)、粒徑和粒度分布、顆粒形狀、鈦含量等。
雜質(zhì)的影響
在鈦白粉工藝中，尤其是硫酸法鈦白粉工藝，大部分的作業(yè)是為了除去產(chǎn)品中的雜質(zhì)，因為雜質(zhì)嚴(yán)重影響鈦白粉的應(yīng)用性能，特別是白度。顯色金屬氧化物雜質(zhì)在極低的含量下就能影響白度，這些元素有鐵、錳、鉻、銅等。
鐵含量對白度有顯著的影響，隨著鐵含量的增加，白度下降，當(dāng)鐵含量超過50x10-6后影響尤為明顯，建議控制鐵含量在30×10-6以下。
粒徑和粒度分布
粒徑和粒度分布也是影響鈦白粉白度的主要因素，它主要是通過鈦白粉顆粒對光的反射、散射等現(xiàn)象影響的。鈦白粉的粒徑越小，白度值越高，這主要是由于鈦白粉粒徑越小，表面積增大，光的反射、漫反射增強。
據(jù)相關(guān)試驗表明，鈦白產(chǎn)品的粒度對產(chǎn)品白度有顯著影響，SEM粒度在220~240nm，150~350nm的比例大于75％的樣品白度較好。
顆粒形狀
顆粒形狀是指鈦白粉顆粒的存在狀態(tài)，可分為球狀、桿狀和層狀。這3種顆粒形狀在鈦白粉中常見，球狀為理想狀態(tài)，但是由于包膜或氣粉的因素可能產(chǎn)生桿狀和層狀。
（圖片來源：鈦白粉白度的分類及其影響因素，郭會良等）
層狀鈦白粉的白度略低，球狀和桿狀的白度非常接近，因此，鈦白粉顆粒形狀雖然可以略微影響白度，但不是主要因素。在生產(chǎn)中，顆粒的形狀主要影響鈦白粉的光澤度、遮蓋力、分散性等指標(biāo)。
鈦白粉的應(yīng)用白度及其影響因素
鈦白粉的應(yīng)用白度是指鈦白粉添加在下游各應(yīng)用體系中所呈現(xiàn)出來的漆膜白度、塑料制品白度，紙張白度等。這不僅與鈦白粉粒子大小與分布或鈦白粉有色金屬含量有關(guān)，還與鈦白粉在應(yīng)用體系中的相容性相關(guān)。因為分散越均勻所能呈現(xiàn)出來的散射光越多，白度越好，反之亦然。研究人員認(rèn)為，這就是鈦白粉干粉白度與其應(yīng)用白度的主要差異性，也是導(dǎo)致兩者之間不存在必然相關(guān)性的主要因素。
生產(chǎn)系統(tǒng)污染
在鈦白粉生產(chǎn)加工成涂料、油墨、塑料制品、裝飾紙等過程中，被分散設(shè)備、分散介質(zhì)等污染而產(chǎn)生的色相變化，導(dǎo)致白度下降，屬于異�？煽匾蛩�。用同一牌號鈦白產(chǎn)品做試驗，隨著鈦白粉中鐵含量的增加，其在PP板中的亨特白度隨之降低。由此可知，鈦白粉中的鐵含量多少是影響鈦白粉應(yīng)用白度的主要因素之一。
鈦白粉加量
在一定范圍內(nèi)，隨著鈦白粉加量的增加，其白度值也隨之增加，但是在超出一定范圍值以后，由于體系分散性下降，單個粒子散射光的能力降低，其白度值將停止增長，或者有所下降。用戶應(yīng)用配方均為成熟配方，無論是從應(yīng)用性能，還是生產(chǎn)成本考慮，一般不會存在鈦白粉使用過量的情況。
研究人員用同一牌號鈦白產(chǎn)品做試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鈦白粉加量＜10%時，隨著鈦白粉加量的增加，其在PP板中的亨特白度隨之提高；當(dāng)鈦白粉加量＞10%時，其在PP板中的亨特白度無明顯變化，甚至還有部分降低的現(xiàn)象。由此可知，在一定范圍內(nèi)增加鈦白粉用量是可以提高其應(yīng)用白度的，但是當(dāng)加量超過臨界值時效果不明顯，甚至?xí)驗殁伆追鄣姆稚顟B(tài)相對變差而降低其應(yīng)用白度。
生產(chǎn)加工溫度
鈦白粉的最高生產(chǎn)溫度在1000℃左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于涂料（最高熱固化溫度200℃左右）、油墨（最高熱固化溫度160℃左右）、塑料（最高生產(chǎn)溫度320℃左右）和裝飾紙（最高加工溫度170℃左右），所以未經(jīng)過表面處理之前的鈦白粉是不會因為應(yīng)用溫度過高而導(dǎo)致色變的。
但是，其表層包覆的有機處理劑（醇類：三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷；胺類：三乙醇胺、1，3-丙二胺；硅烷偶聯(lián)類：3-氨丙基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷；聚硅氧烷類：聚二甲基硅氧烷等）的耐高溫抗黃變性能差異性較大。
體系相容性
鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)大多會在鈦白粉的表層，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計特點包覆一層有機處理劑，促使鈦白粉產(chǎn)生親水或親油性。由于體系相容性差異，鈦白粉在不同應(yīng)用體系中所呈現(xiàn)出來的應(yīng)用性能也不盡相同，其中就包括應(yīng)用白度。
研究人員對鈦白粉干粉白度和多個應(yīng)用白度（應(yīng)用檢測體系：涂料、塑料、油墨、造紙，最高檢測溫度200℃)做了對比分析，發(fā)現(xiàn)鈦白粉的干粉白度與應(yīng)用白度之間并沒有必然相關(guān)性；同一牌號鈦白產(chǎn)品在不同應(yīng)用體系中影響鈦白粉應(yīng)用白度的主要因素是體系相容性。
參考來源：
周�。河绊戔伆追蹜�(yīng)用白度的主要因素，攀鋼集團(tuán)鈦白產(chǎn)品應(yīng)用研究中心2021
吳健春，等：鈦白粉白度影響因素分析，攀鋼集團(tuán)研究院有限公司，釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室2020
郭會良，等：鈦白粉白度的分類及其影響因素，山東道恩鈦業(yè)有限公司2016
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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