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钛白粉是最重要的白色顔料，具有高折光指數，良好的化學穩定性、耐候性、白度，高消色力和遮蓋力，且無毒無害，對人體無刺激作用，廣泛用于塗料、塑料、造紙、油墨、藥品、纖維、化妝品等領域。

1、钛白粉的應用領域

（1）塗料

塗料是钛白粉的最大用戶。通常，钛白粉在塗料領域的消耗量占钛白粉應用領域消耗量的60%，同時它也是塗料中用量最多的一種顔料（各類塗料中钛白粉含量占10%~35%）。

乳膠漆：外用塗料必須使用金紅石型钛白粉，内用塗料多選用銳钛型钛白粉。

卷材和印鐵塗料：卷材塗料可分為裡層塗料和表層塗料，裡層塗料要求低，可以使用國産金紅石型钛白粉和環氧樹脂，表層塗料要求高，一般采用進口金紅石型钛白粉和聚酯樹脂。

汽車漆：汽車漆主要要求钛白粉的耐候性、光澤和遮蓋力。目前能夠使用在轎車漆中的钛白粉品牌很少，均為專用型進口氯化法金紅石型钛白粉，如R2310、R706等。國産金紅石型钛白粉目前隻能占據中低檔汽車漆市場。

粉末塗料：粉末塗料大多采用金紅石型钛白粉。

（2）塑料

塑料工業是钛白粉的第二大用戶，通常钛白粉在塑料領域的消耗量占钛白粉應用領域消耗量的20%。全世界500餘個钛白粉牌号中，有50多個牌号是屬于塑料專用的。

钛白粉在塑料制品中的應用，除了利用它的高遮蓋力、高消色力及其他顔料性能外，它還能提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使塑料制品免受紫外光的侵襲，改善塑料制品的機械性能和電性能。幾乎所有熱固性和熱塑性塑料中都使用钛白粉，一般用量為1%~5%，它既可以與樹脂幹粉混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有把钛白粉先加工成色母粒後再使用的。

大多數塑料用钛白粉的粒徑都較細（0.15~0.3μm），這樣可以獲得藍相底色，對大多數帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。

塑料用钛白粉一般都要經過有機（多元醇、矽烷或矽氧烷）表面處理，處理後的钛白粉，在适當的機械剪切力下，就能比較好地分散。

塑料制品對钛白粉的質量要求是：

• 耐候性：室外使用的塑料制品以及塑料門窗等必須保證钛白粉的耐候性；
• 白度：決定淺色或白色塑料制品的外觀；
• 分散性：影響塑料制品的生産成本，分散不好的钛白粉在塑料制品中會影響制品的光滑度和光亮度；
• 遮蓋力：遮蓋力好的钛白粉，生産出來的塑料制品更輕、更薄。

（3）色母粒

塑料色母粒是一種高濃縮、高效能的顔色配制品，據不完全統計，我國用于色母粒生産的钛白粉每年為2~3萬t。

色母粒的性能優劣通常是在後續産品應用，如吹膜或注塑中表現出來，因此，钛白粉在色母粒中的性能也主要體現在色母粒的應用過程中：

• 着色力：決定相同顔色塑料制品使用的钛白粉量；
• 白度和色差：決定钛白粉含量相同的淺色（白色）塑料制品的外觀；
• 分散性：影響色母粒生産成本和塑料制品的外觀、光澤等指标；
• 加工性能：影響色母粒的生産成本。

（4）造紙

造紙是钛白粉的第三大用戶。裝飾紙、聖經紙和紙币中一般都使用钛白粉，采用钛白粉的紙張，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，質量也能減輕15%~30%。

裝飾紙也稱為钛白粉紙，主要用于制作家具、地闆、壁紙等的原材料。對于有抗老化性要求的紙張，必須使用金紅石型钛白粉；更多的金紅石型钛白粉是用于高灰分的紙張中，因為銳钛型钛白粉的遮蓋力達不到要求。銳钛型钛白粉均用于低灰分紙張，如聖經紙和紙币等。

據不完全估計，我國用于裝飾紙的钛白粉每年超過3萬t。裝飾紙中钛白粉用量20%~40%，其它紙中钛白粉用量1%~5%。決定造紙廠選用何種钛白粉的主要原因是造紙的成本，也就是钛白粉的性價比。能使用銳钛型钛白粉決不使用金紅石型钛白粉。

造紙行業對钛白粉質量的要求順序為：遮蓋力（不透明度）、白度、分散性、耐候性、留着率。

2、钛白粉的應用指标

（1）顔色

顔色是顔料的重要技術指标。钛白粉的顔色指标就是白度。即使是同一化學成分的钛白粉，由于工藝路線、原料、設備、技術水平的不同也會産生顔色上的不同，色光固然取決于化學成分，但更重要的、經常起決定性作用的因素是它的粒子形狀、大小、粒度分布、晶型、雜質含量等。

（2）遮蓋力

遮蓋力的光學本質是顔料和其周圍介質的折射率之差造成的。金紅石型钛白粉折射率為2.71，銳钛型钛白粉折射率為2.55，是遮蓋力最高的白色顔料。

遮蓋效應主要是由于二氧化钛散射導緻的，或由于有色物質的存在而引起的吸收，或者以上兩種原因緻使入射光強度減退而出現遮蓋現象。因此決定钛白粉的遮蓋力的主要原因除化學成分、晶型外，還與钛白粉的粒子形狀、粒徑及粒度分布有關。

（3）着色力

着色力是二氧化钛的重要特性指标，即二氧化钛與另一種顔料混合後，混合物顯示它本身顔色的能力。也就是說對白色顔料而言，它與一深色顔料混合後，混合物的顔色越淺，表示它的着色力（消色力）越強。

（4）吸油量

吸油量也是钛白粉的重要顔料性質之一，涉及到钛白粉在展色劑中的填充狀态，并能說明它在介質中的分散性。它在塗料混煉前估計塗料的稠度，指導塗料的配方，并可初步推算其顔料體積濃度（PVC）。

（5）化學組成

钛白粉的化學組成決定了其化學性質，除了體現出顔料的一系列顔料性能，如白度、消色力、吸油量等外，對其應用性能，如耐候性、分散性等的影響也很大。

（6）耐光性、耐候性

钛白粉的耐光性和耐候性是衡量钛白粉應用性能的重要指标，隻有将钛白粉應用到相關的應用領域（如汽車漆、型材等）後，此指标才具有意義。

此外，衡量钛白粉的耐光性和耐候性要确保其應用載體的耐候性要優于钛白粉。影響钛白粉耐候性指标的主要因素有其化學成分、包膜物質的化學形态、晶體結構、應用配方等。

（7）光澤度

钛白粉的光澤度是衡量钛白粉應用性能的重要指标，通常钛白粉沒有光澤，隻有将钛白粉應用到相關的應用領域（如汽車漆、油墨、型材、色母粒等）後，此指标才具有意義。

（8）揮發分

钛白粉的揮發分實際就是含水量。因為其表面存在很高的能量和羟基，因此其表面總是要吸附一定的水分來降低其表面能，吸附的水分與钛白粉的表面有機處理，及其存放環境的濕度和溫度有關。

钛白粉揮發分的高低不能判定其産品的優劣，要視其應用體系而定。一般情況對于水性體系揮發分的高低對應用影響不大，但對于溶劑型體系及聚烯烴等體系，就要求揮發分越低越好，因為揮發分高會影響到其在體系中的分散性及産品質量。

（9）分散性

分散性指标是钛白粉重要的應用指标。分散性又稱研磨分散性或研磨潤濕性。分散性的好壞不僅影響到钛白粉的消色力、遮蓋力、吸油量等指标，而且也影響塗料成膜或型材成型的光澤和耐候性。在塗料研磨分散時，分散性的好壞直接影響研磨分散時間的長短，是塗料生産時的重要經濟指标之一，而且研磨時間過長還會增加設備污染，使産品白度變差。在塑料色母粒或型材生産中，分散性的好壞直接影響到更換機頭篩網的周期及最終産品的性能。

（10）表面改性

未經表面處理的金紅石型二氧化钛通常不能滿足大多數高檔用途的要求，必須進行一層或多層無機或有機表面處理。表面處理是钛白粉加工過程中的一個重要環節，表面處理工藝過程和條件決定了二氧化钛的表面性質和應用性能，即決定了此類钛白粉的應用領域。

（11）質量的穩定性

钛白粉的質量穩定性直接關系到它的下遊用戶産品質量的穩定性。如果其某些指标不穩定，即使钛白粉的某個指标有很大提高，這也不是下遊用戶所期望的産品，必須根據钛白粉質量指标的變化對配方進行相應的調整，否則産品質量就會出現問題。這是下遊用戶非常關注的問題。

來源：姜志剛，王建偉.钛白粉的應用及其應用指标解析[J].上海塗料,2014,52(5):52-55.作者單位：錦州钛業有限公司

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