本文主講：

• 钛白粉作為着色劑的知識要點；

• 钛白粉最全指标解說；

• 如何選擇正确的钛白粉？

• 以及钛白粉在pvc應用舉例。

钛白粉作為着色劑使用的一些知識

用于PVC塑料的着色劑主要是有機顔料和無機顔料。PVC塑料對顔料的要求較高，如耐加工時高溫，不受HCL影響，加工中無遷移，耐光等。常用的有：

1. 紅色主要是可溶性偶氮顔料、镉紅無機顔料、氧化鐵紅顔料、酞菁紅等；

2. 黃色主要有鉻黃、镉黃和熒光黃等；

3. 蘭色主要有酞菁藍；

4. 綠色主要為酞菁綠；

5. 白色主要用钛白粉；

6. 紫色主要是塑料紫RL；

7. 黑色主要是碳黑。

另外，熒光增白劑用于增白，金粉、銀粉用于彩色印花，珠光粉使塑料具有珍珠般散光。

這裡重點說說钛白粉

1. 钛白顔料的主要化學成分是二氧化钛（TiO2）。但钛白顔料除具有純TiO2的固有性能外，許多性能特别是表面性能與純TiO2不同。

2. 钛白顔料折光率高，具有純潔的白度、微細的粒度與粒度分布。在各種白色顔料中，钛白折光率最高，性能最優越。

3. 钛白生産方法有硫酸法和氯化法，其工業産品有金紅石型和銳钛型兩種，都屬于四方晶系。但晶系不同，性能也有差異。

金紅石型與銳钛型钛白粉主要性能對比

當顔料粒徑近于光波半波長時，散射能最大，從下表中可見，钛白粒徑在0.2µm左右，光學性能最佳。多年來，钛白生産工藝技術的重大改進是将钛白平均粒徑降至0.2µm左右。并盡可能增加0.2µm左右粒子的含量。采用钛白做塑料着色劑時，應選擇平均粒徑和粒度分布适當的品種（牌号）。采用先進的母料制造工藝技術，将钛白聚結粒子充分細化并高度分散于塑料之中，才能取得良好着色效果。

钛白顔料的最佳粒徑

金紅石型钛白對可見光藍紫波段的吸收率較大而稍帶黃色。與金紅石型钛白相比，銳钛型钛白有更高的白度。但銳钛型钛白的光化學活性（光催化能力）比金紅石型钛白大，可催化降解。

钛白粒子表面包覆Al、Si、Zn等化合物後能提高耐候性能。自然氣候條件下長期使用的塑料制品，應選擇表面處理的金紅石型钛白做着色劑。自然氣候條件下短期使用的塑料制品，可用表面處理的、中等耐候性的銳钛型钛白做着色劑。

銳钛型钛白具有很高的白度，室内使用的塑料制品和大多數塑料包裝薄膜可用銳钛型钛白着色。白色塑料制品中钛白顔料添加量一般為2~4%。應注意，搪瓷級钛白和冶金、電容器、電焊條工業用二氧化钛的消色力差，不能用于塑料制品着色。

钛白粉最全指标解說

折射率

當光從一種介質射入另一種介質時，有時會因速度發生變化而改變方向，這種現象叫做折射，當光從真空射入某一種介質而發生折射時，入射角和折射角的正弦的比值叫做折射率，折射率又稱光指數。

白 度

白度是表示物質對可見光吸收與反射兩部分之比，相對白度是波長和粒度的函數。白度綜合了白色顔料的亮度與色調兩種光學效果。

遮蓋力

遮蓋力是指當一件物體塗以某種塗料時，塗料中的顔料能遮蓋被塗物體表面的底色，使這底色不能再透過塗料而顯露出來的能力。 顔料質量（g） 遮蓋力=顔料質量（g）/ 被塗物體表面積（cm2） 顔料的遮蓋力越大，則這個數值越小。遮蓋力也可以用每克顔料能遮蓋被塗物體的表面積來表示，就是上一種表示方法的倒數。這種方法表示的顔料遮蓋力越大，則其數值便越大，塗膜便可以越薄，所需的塗料量便越小。

消色力

顔料的消色力，就是這種顔料與另一種顔色的顔料混合後，能使得到的混合物顯示它本身顔料的能力。以白色顔料而言，當它與一深色顔料混合後，混合物的顔色越淺，表示它的消色力越強。

吸油量

顔料的吸油量是指每100g顔料，在達到完全濕潤時需要用油的最低質量，吸油量常用百分率來表示。

有效酸

在酸解産物浸取所得的钛液中，硫酸主要以三種不同形式存在：

（1）與钛結合的硫酸；

（2）與其他金屬（主要是鐵）結合的硫酸；

（3）未被結合的，過剩的遊離酸。

由于無法單獨測定與钛結合的酸和遊離酸，隻能測定這二者的總和，因此就把二者的總和稱為有效酸。 有效酸=與钛結合的酸 遊離酸

酸比值

钛液中有效酸與總钛含量之比叫酸比值。酸比值又叫酸度系數，通用F來表示。

钛液的穩定性

穩定性又稱穩定度，就是在钛白粉生産中，钛液在條件變化的情況下，有發生早期水解而析出白色膠體粒子的傾向，這種傾向的強弱程度叫做钛液的穩定度。表示這種傾向強弱的特性叫做钛液的穩定性。

钛液的早期水解

一般來說，從酸解後到未進行後期水解之前，钛液中不應含有偏钛酸和正钛酸這兩種膠體粒子，但是有時在钛液的浸取、還原、輸送和存放過程中，由于操作不當或條件變化，而在钛液中出現上述兩種白色膠體物質，這種現象稱為钛液的早期水解。

酸解率

溶液中的可溶性钛鹽總量（以TiO2計）占所投钛鐵礦中所含钛總量（以TiO2計）之百分比，叫做酸解率。 溶液中總钛含量 酸解率（%）=(溶液中總钛含量/礦粉中總钛含量) *100

钛液的殘渣

用硫酸分解钛鐵礦後，經浸取所得到的溶液，是一種混濁不清的複雜體系。這種溶液既具有真溶液的性質，又具有膠體溶液的性質，既含有以钛和鐵為主的可溶性硫酸鹽，又含有不溶性的、顆粒較大的懸浮的機械雜質和顆粒較小的、具有較高穩定性的膠體雜質。後兩種不溶性的固體雜質，稱之為钛液的殘渣。

鐵 钛 比

钛液中總鐵含量和總TiO2含量之比叫做鐵钛比，其公式如下： 總Fe含量（g/l） 鐵钛比=總Fe含量（g/l）/ 總TiO2含量（g/l） 鐵钛比的高低，對水解産物的偏钛酸的顆粒大小和結構有一定的影響。因此在钛白粉生産中，特别是在塗料钛白粉生産時，必須控制在一定的鐵钛比範圍内。

钛液的濃縮

钛液中的水是溶劑，是可揮發的，而钛液中的硫酸氧钛、硫酸钛和硫酸亞鐵等是溶質，是不可揮發的。借助于加熱的作用，使钛液中的溶劑（水）逐漸氣化揮發而排除，使溶質的濃度逐漸增大，這個過程稱為濃縮。

塗料用钛白粉的質量要求

A、白度好；B、研磨潤濕性好；C、耐候性好；D、化學穩定性好；E、粒度小，遮蓋力大，消色力高，不透明度和光澤度好。

水 解 率

水解率是反映水解完成程度的一個值。即液相TiO2轉變成固相TiO2的百分比。水解率的高或低，分别表示钛液中TiO2轉變成固相TiO2的轉化率的高和低。

沉 降 率

偏钛酸顆粒在水解後漿液中沉降速度的快慢叫做沉降率。它是反映水解好壞和偏钛酸粒子大小的一個值。沉降率高，偏钛酸粒子就細；沉降率低，偏钛酸粒子就粗。

看到這裡肯定有人會問？了解這些指标後應該怎麼選擇钛白粉呢 ？不要急，接着往下看：

如何選擇钛白粉呢 ？

第一，顔 色

顔色是标明顔料的重要技術指标。钛白粉被稱為“白色顔料之王”，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。

第二，遮蓋力

遮蓋力的光學本質是顔料和存在其周圍的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導緻的散射、或由于有色物質的存在而引起的吸收或者以上兩種原因以使入射光強度減退時，就出現遮蓋現象。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。

第三，着色力

着色力是二氧化钛的重要特性指标，就是二氧化钛與另一種顔料混合後，能夠得到混合物顯示它本身顔料的能力。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。

第四，吸油量

吸油量也是钛白粉的重要顔料性質之一，因為它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能。在塗料工業中用于油漆混煉前估計塗料的稠度，指導塗料的配方，并可以初步推算其顔料體積濃度(pvc)。

第五，化學組成

钛白粉的化學成分決定了钛白粉的化學性質，它是顔料間相互區别的主要标志，它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，對其應用性能作用也很大，如耐候性、分散性等。

第六，耐光耐候性

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，單指其耐光性和耐候性沒有意義。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。因此钛白粉的耐光性和耐候性是指其在某領域的耐光性和耐候性，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。影響钛白粉的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。

第七，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，單指其光澤度沒有意義。隻有将钛白粉應用到相關的應用領域(如汽車漆、油墨、型材、母料等)後，此指标才具有意義。

第八，揮發分

钛白粉的揮發份實際就是水含量。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，吸附的水分量與钛白粉的表面有機處理及其存放周圍環境的濕度和溫度有關。钛白粉揮發份的高低不能判定産品的優劣，要視其應用體系而定。一般情況對于水性體系揮發份的高低對應用影響不大，但對于油性體系及聚烯烴等體系，就要求揮發份越低越好，因為揮發份高會影響到其在體系中的分散性能及産品質量。

第九，分散性

分散性又稱研磨分散性或研磨潤濕性，在以水為介質中使用時則稱為水分散性，在溶劑等塗料體系中使用時則稱為油分散性。分散性指标是钛白粉重要的應用指标。分散性的好壞，不僅影響到钛白粉顔料的消色力、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。在塗料生産廠中研磨分散時，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。

總之，是材料就要多去了解、實驗、總結，才能自己懂得其中的問題。接下來說說钛白粉在PVC中的作用有哪些，以型材為例：

钛白粉在型材中有哪些作用？

• 提供遮蓋力

• 提供白度和光澤

• 屏蔽和吸收紫外光，防止PVC的紫外降解，提供耐候性

1、PVC異型材系統中不同品種助劑如熱穩定劑、改性劑等對PVC異型材的顔色、熱穩定性、加工性、機械物理性能和耐候性能都有顯著的影響，有些還是主要影響因素。

2、不同牌号TiO2顔料賦予PVC制品的顔色相差較大，尤其是色相和白度。而PVC制品顔色的一緻性是其最重要的品質之一，因此，不同牌号TiO2的互換有較大的難度，TiO2的顔色應保持較高的一緻性，并且對系統顔色的影響性要低。

3、不同牌号TiO2顔料的PVC體系流變性能有一定差異，對PVC異型材的加工性能和機械物理性能也有一定的影響，但通過調整配方和工藝參數可以解決或能夠滿足基本要求。

4、耐候性能是PVC制品最重要的應用性能之一。而不同牌号TiO2顔料賦予PVC制品的耐候性相差較大，相同牌号TiO2顔料不同配方、不同加量的PVC制品的耐候性差異也較大。因此，在選用TiO2顔料時要格外小心，不能使用銳钛型和普通用途的金紅石型TiO2。此外，還要根據用途調整TiO2顔料的加量和配方組成。

5、随着PVC系統配方中TiO2添加量的增加，PVC異型材制品的顔色和斷裂伸長率、簡支梁沖擊強度、拉伸沖擊強度、彎曲彈性模量、加熱後尺寸變化率等機械物理性能以及耐候性能都會得到明顯的改善，但其焊角強度、拉伸屈服強度等指标相應降低。

PVC型材用理想钛白粉的特征

1. 好的耐候特性

2. 吸濕性低，幹粉流動性好

3. 好的分散特性

4. 對添加劑的影響性低

5. 良好的塑膠幹混合處理

6. 對顔色、調色、色相的影響性低

7. 顔料顔色品質的一緻性

來源：PVC技術論壇

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!