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钛白粉质量会对涂料造成什么影响?
2019年11月08日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:210
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在众多白色颜料中,钛白粉绝对是最出挑的一位。它与传统的铅白、锌白、锌钡白等白色颜料相比,具有折射率高、消色力强、遮盖力大、分散性好、白度好、无毒等多种优异性能,被称为白色颜料之王。但是整体的成功不代表个体,如果指标不合格一样也会遭到嫌弃,那么钛白粉到底该具备怎样的指标,才能算是成功呢?

钛白粉:粉刷本领强!

1.白度

首先是重中之重的白度。钛白粉作为一种优质的涂料用白色颜料,其白度至关重要,是涂料要求的关键质量指标之一,钛白粉白度差,会直接影响涂膜的外观。影响钛白粉白度的最主要因素是其中有害杂质的种类和含量,因为钛白粉对杂质非常敏感,尤其是金红石型钛白粉;其次,钛白粉粒子的形状、大小和粒径分布,以及钛白粉出现不理想的晶体结构和混晶现象也会影响其白度。

以白为美的钛白粉

注:采用氯化法工艺生产的钛白粉白度往往比硫酸法工艺生产的好,这是因为氯化法工艺生产钛白粉所用的原料四氯化钛已经蒸馏净化,本身杂质含量少,而硫酸法工艺所用的原料杂质含量高,只能通过洗涤和漂白等工艺技术来除掉杂质。

2.粒径

上面提到钛白粉的粒径分布会对白度产生影响,这是由于钛白粉颗粒形状及大小的不同,都会对光线的散射射程度产生影响,继而影响钛白粉遮盖力。研究表明,在相同条件下,当钛白粉粒径为160~350nm时,即粒径约为可见光波长的0.4~0.5倍时,其对光线有较强的散射能力,在应用中将直接影响涂料的遮盖力。在涂料体系中,若成膜物质不足够完全包覆钛白粉颗粒,则会使钛白粉颗粒之间相互接触、团聚,在某种程度上相当于钛白粉粒径增大,而使得涂料遮盖力下降。

3.耐候性

耐候性是指二氧化钛颜料的涂膜暴露在室外气候环境下,抵抗日光和大气的作用,避免发生变色、粉化、失光的能力。使用耐候性低的钛白粉,往往意味着涂膜会产生褪色、变色、粉化、开裂、剥落等现象。由于金红石型钛白粉的晶体结构比锐钛型钛白粉的结构更为紧密,光化学活性低,因而耐候性也远高于锐钛型钛白粉,所以涂料用钛白粉基本上全是金红石型钛白粉。

阳光也是涂层杀手

提高钛白粉耐候性最主要的方法是对其进行无机表面处理,即在钛白粉粒子表面包覆一层或多层无机氧化物或水合氧化物,通常包覆的氧化物有SiO2ZrO2Al2O3CeO2等,其中氧化锆和致密氧化硅包膜是目前公认的耐候性最好的包膜方式。

4.分散性

在涂料领域中,粉体颗粒的分散程度在很大程度上决定着产品性能。由于钛白粉是超细粒子,表面能高,颗粒间容易产生聚集,会对涂料的消色力、遮盖力和表面光泽度等性能产生影响,同时也会影响涂料的贮存稳定性、流动性、流平性、涂层耐久性、防腐蚀性和导电性。另外,分散性差还会影响涂料的生产成本,因为研磨分散作业的能耗高,占涂料制造过程总能耗的大部分,而且对仪器设备的损耗也大。

影响钛白粉分散性的因素主要有钛白粉粒径大小、比表面积、表面自由能、表面电荷、pH值、极性、表面吸附状态等表面性质,此外,也与展色剂的性质、分散剂的种类和用量、研磨分散设备和分散工艺等因素有关。为了使钛白粉在涂料中达到最好的分散效果,通常会在钛白粉生产过程对其进行表面处理,以提高其分散性。

结语

小小的钛白粉,对涂层性能的影响至关重要。目前,各行业对钛白粉的需求量与日俱增,针对不同的用途,有着不同的生产工艺和表面处理方式。随着市场对涂料应用的拓展及品质要求的提高,钛白粉以后必定还会有更多的新面貌出现。

资料来源:

钛白粉在涂料中的应用概述,肖勇丽。

探讨钛白粉对涂料遮盖力的影响,简彦红,陈炳耀,陈明毅。

粉体圈 作者:小榆


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