鈦白粉的主要應(yīng)用領(lǐng)域分析

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鈦白粉是一種重要的精細(xì)化工原料，它是最重要的白色顏料，占全部白色顏料使用量的80%，世界上90%的鈦資源都用來(lái)制造鈦白粉，是僅次于合成氨和磷酸的第三大無(wú)機(jī)化學(xué)品(以價(jià)值計(jì))。鈦白粉是應(yīng)用廣泛、市場(chǎng)需求量很大的一種白色無(wú)機(jī)顏料。鈦白粉的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：涂料、色母粒、塑料(9600, -15.00, -0.16%)、造紙等。

1、涂料

涂料是鈦白粉的最大用戶。通常，鈦白粉在涂料領(lǐng)域的消耗量占鈦白粉應(yīng)用領(lǐng)域消耗量的60%，同時(shí)它也是涂料工業(yè)中用量最多的一種顏料(各種涂料中鈦白含量10%～35%)。鈦白粉用量較大的幾類主要涂料品種如下：

乳膠漆

乳膠漆是水性涂料的一種，是把樹脂用水乳化后，加入顏料分散而成的新型涂料。乳膠漆不含溶劑或含有少量溶劑，具有耐候、可刷洗、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用作建筑涂料。隨著城市建設(shè)和房產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，建筑涂料的需求非常旺盛，可以說(shuō)乳膠漆是近年來(lái)涂料行業(yè)發(fā)展最快的品種。乳膠漆分內(nèi)用和外用，外用的必須使用金紅石;內(nèi)用的國(guó)內(nèi)多選用銳鈦型，國(guó)外公司仍然使用金紅石。外用乳膠漆最多的是丙烯酸型，內(nèi)用的以酚醛樹脂居多。內(nèi)用乳膠漆主要是平光乳膠漆，平光乳膠漆的配方主要包括溶劑(水)、顏料、填料、分散劑、乳液、濕潤(rùn)劑、增稠劑、消泡劑、及其他助劑。

一般乳膠漆加工工藝為：將顏料、填料、分散劑、水、消泡劑等預(yù)混合，高速攪拌(或研磨)達(dá)到一定細(xì)度后，再加入乳液、其他助劑等，高速攪拌(或研磨)即得產(chǎn)品。

卷材和印鐵涂料

彩鋼是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新品種，彩鋼具有堅(jiān)固耐久、使用方便、美觀大方、可以拆卸等優(yōu)點(diǎn)而受到用戶歡迎，卷材涂料和印鐵涂料也就應(yīng)運(yùn)而生。有的彩鋼生產(chǎn)廠甚至專門建設(shè)了卷材涂料生產(chǎn)線。卷材涂料是通過(guò)專門的涂漆機(jī)涂在鋼板或其它金屬表面上，再經(jīng)過(guò)烘烤成型。卷材涂料又可分為里層和表層，表層又分為底漆和面漆。表層要求高，面漆的要求更高。卷材涂料一般都使用金紅石，背面漆要求低，可以使用國(guó)產(chǎn)金紅石和環(huán)氧樹脂，面漆原料一般采用聚酯和進(jìn)口金紅石鈦白粉。

汽車漆

汽車漆有高級(jí)和中低級(jí)之分，最好的是轎車漆，其次是卡車和客車漆。汽車漆主要要求鈦白粉的耐候性、光澤和遮蓋力。目前能夠使用在轎車漆中的鈦白品牌很少，均為專用型進(jìn)口氯化法金紅石鈦白，如R2310、R706等。國(guó)產(chǎn)金紅石鈦白目前只能占據(jù)汽車漆中低檔市場(chǎng)。

粉末涂料

粉末涂料是使用樹脂與顏料等助劑直接熱熔，使顏料分散在熔融的樹脂中，再冷卻粉碎而成。由于粉末涂料不含溶劑，使用時(shí)不會(huì)造成環(huán)境污染;同時(shí)粉末涂料在使用過(guò)程中還可以回收，對(duì)節(jié)約能源也很有好處。粉末涂料通過(guò)靜電噴涂于家電、汽車零件等金屬件上，也可以用于塑料、木料等非金屬制品上，用途非常廣泛，施工良好的粉末涂料其表面光澤能夠與油漆媲美。粉末涂料根據(jù)所用樹脂不同分為：環(huán)氧改性、丙烯酸、聚酯等類型。采用的鈦白粉絕大多數(shù)是金紅石型鈦白。

2、塑料

塑料工業(yè)是鈦白粉的第二大用戶，通常，鈦白粉在塑料領(lǐng)域的消耗量占鈦白粉應(yīng)用領(lǐng)域消耗量的20%。塑料工業(yè)是近幾年增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域，年均增長(zhǎng)率6%，全世界500余個(gè)鈦白粉牌號(hào)中，有50多個(gè)牌號(hào)是屬于塑料專用的。鈦白粉在塑料制品中的應(yīng)用，除了利用它的高遮蓋力、高消色力及其他顏料性能外，它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能，使塑料制品免受UV光的侵襲，改善塑料制品的機(jī)械性能和電性能。由于塑料制品比油漆和油墨的涂膜厚得多，因此它不需要太高的顏料體積濃度，加上它遮蓋力高，著色力強(qiáng)，一般用量只有1%~5%。幾乎所有熱固性和熱塑性的塑料中都使用它，如聚烯烴類(主要是低密度的聚乙烯、聚丙烯)、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等，它既可以與樹脂干粉混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有一些是把鈦白粉先加工成色母粒后在使用。

大多數(shù)塑料用鈦白粉粒徑都較細(xì)，通常涂料用鈦白粉的粒徑為0.2～0.4μm，而塑料用鈦白粉的粒徑為0.15～0.3μm，這樣可以獲得藍(lán)色底相，對(duì)大多數(shù)帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。

塑料用鈦白粉一般都要經(jīng)過(guò)有機(jī)表面處理(多元醇、硅烷或硅氧烷)，因?yàn)樗芰嫌免伆追叟c涂料用鈦白粉不同，前者是在低極性的樹脂中，通過(guò)剪切力加工混合，有機(jī)表面處理后的鈦白粉，在適當(dāng)?shù)臋C(jī)械剪切力下，就能比較好地分散。

3、造紙

造紙是鈦白粉的第三大用戶。裝飾紙、圣經(jīng)紙和紙幣中一般都要使用鈦白粉，使用鈦白粉的紙張，白度好、強(qiáng)度高、有光澤、薄而光滑、印刷時(shí)不穿透，在相同條件下不透明度比碳酸鈣、滑石粉高10倍，質(zhì)量也能減輕15%～30%。裝飾紙也稱為鈦白紙，主要用于制作家具、地板、壁紙等的原材料。對(duì)于有抗老化的要求的紙張，必須使用金紅石;更多的金紅石是使用在高灰份的紙張中，這種高灰份的紙張必須使用金紅石，因?yàn)殇J鈦型鈦白的遮蓋力達(dá)不到要求。銳鈦型鈦白均用在低灰份的紙張中，如圣經(jīng)紙和紙幣等，圣經(jīng)紙要求紙張有很好的不透明度，一般使用銳鈦型鈦白即可滿足;造幣紙也要求很好的不透明度，主要也使用銳鈦型。在國(guó)內(nèi)，裝飾紙使用的鈦白量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它兩個(gè)品種，這種形勢(shì)是由我國(guó)的消費(fèi)水平?jīng)Q定的。據(jù)不完全估計(jì)，國(guó)內(nèi)用于裝飾紙的鈦白每年超過(guò)3萬(wàn)t。裝飾紙中鈦白用量20%~40%，其它紙中鈦白1%~5%。金紅石用于耐候、高灰份的紙張，銳鈦型用于對(duì)耐候要求不高、低灰份的紙張，決定造紙廠選用何種鈦白的主要原因是造紙的成本，也就是鈦白的性價(jià)比。由于鈦白在造紙中的成本比例高達(dá)30%~50%，因此造紙廠在滿足用戶要求的情況下，對(duì)選擇鈦白可以說(shuō)是斤斤計(jì)較，能使用銳鈦型決不使用金紅石。造紙行業(yè)對(duì)鈦白質(zhì)量的要求，按重要性的順序?yàn)椋?/p>

1)遮蓋力(不透明度)：含相同鈦白的紙張能夠遮蓋住底色的能力，這個(gè)指標(biāo)決定了鈦白的性價(jià)比。簡(jiǎn)單說(shuō)，遮蓋力高的鈦白，一般價(jià)格高，但使用量少，因此每噸紙張中鈦白的成本可能較低;遮蓋力低的鈦白，雖然價(jià)格低，但用量大，導(dǎo)致每噸紙張中鈦白的成本升高;

2)白度：鈦白的白度決定紙張成型后的外觀;

3)分散性：現(xiàn)在的造紙工藝一般都使用分散劑，因此，鈦白的水分散性差別不大;

4)耐候性：國(guó)產(chǎn)金紅石能夠滿足多數(shù)紙張的耐候性能要求，只有很少的紙張需要金紅石提供很高的耐候性能;

5)留著率：造紙行業(yè)均對(duì)過(guò)濾的水進(jìn)行回用，或采用助留劑，一般鈦白的回收率都在99%以上，之所以保留這個(gè)指標(biāo)，是因?yàn)閲?guó)際大鈦白公司在推銷造紙專用鈦白時(shí)均同時(shí)提供助留劑配方和使用方法，以提高服務(wù)質(zhì)量，增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

4、色母粒

塑料色母粒是一種高濃縮、高效能的顏色配置品，即顏料以超常濃度均勻分布在載體樹脂中，并形成一定粒徑的顆粒。它主要由核心層(顏料)、偶聯(lián)層(偶聯(lián)劑或表面活性劑)、分散層(潤(rùn)滑劑或分散劑)、增混層(載體樹脂)等組成。它在塑料中作為染色劑使用，廣泛用于吹膜、注塑、熱壓、注塑等塑料制品的生產(chǎn)。色母粒著色效果優(yōu)越，使用方便，節(jié)約能源，使用時(shí)無(wú)粉塵和污水，因此備受用戶的青睞。色母粒行業(yè)由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、投資少，得到速度發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)用于色母粒生產(chǎn)的鈦白每年2～3萬(wàn)t，所使用的金紅石分為高中低三檔，高檔的使用進(jìn)口金紅石，中檔的使用國(guó)產(chǎn)金紅石，低檔的使用國(guó)產(chǎn)銳鈦型鈦白。

色母?？捎糜趯?duì)聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS塑料配色。其主要成分有顏料、樹脂、分散劑、填料、熒光增白劑、抗氧劑、抗紫外線劑、抗靜電劑、增韌劑、光亮劑等，鈦白粉在其中作為白色顏料使用，具有無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、遮蓋力高、分散性好等優(yōu)點(diǎn)。

色母粒生產(chǎn)工藝有幾種，典型的如：顏料、樹脂、分散劑、體積顏料、其他助劑等經(jīng)過(guò)高速攪拌機(jī)混合，通過(guò)螺桿機(jī)擠出機(jī)擠出抽絲冷卻，再經(jīng)過(guò)切割機(jī)切割成色母粒。

色母粒是作為工業(yè)原料，性能優(yōu)劣通常是在后續(xù)產(chǎn)品應(yīng)用中表現(xiàn)出來(lái)(如吹膜或注塑)，因此，鈦白在色母粒中的性能也主要體現(xiàn)在色母粒的應(yīng)用過(guò)程中。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)鈦白的著色能力：決定相同塑料制品顏色使用的鈦白量;

2)鈦白的白度和色差：決定鈦白含量相同的淺色(白色)塑料制品的外觀;

3)鈦白的分散性：影響色母粒生產(chǎn)成本和塑料制品的外觀、光澤等指標(biāo)

4)鈦白的加工性能：影響色母粒生產(chǎn)成本。