钛白粉被认为是目前世界上性能zuihao的一种白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。
钛白粉(二氧化钛)化学性质稳定,在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶:板钛型、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型,无工业利用价值,锐钛型(Anatase)简称A型,和金红石型(Rutile)简称R型,都具有稳定的晶格,是重要的白色颜料和瓷器釉料,与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性,特别是没有毒性。
钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。
涂料行业是钛白粉的Zui大用户,特别是金红石型钛白粉,大部分被涂料工业所消耗。用钛白粉制造的涂料,色彩鲜艳,遮盖力高,着色力强,用量省,品种多,对介质的稳定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透过,延长漆膜寿命。
塑料行业是第二大用户,在塑料中加入钛白粉,可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性,使塑料制品的物理化学性能得到改善,增强制品的机械强度,延长使用寿命。
造纸行业是钛白粉第三大用户,作为纸张填料,主要用在gaoji纸张和薄型纸张中。在纸张中加入钛白粉,可使纸张具有较好的白度,光泽好,强度高,薄而光滑,印刷时不穿透,质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉,可以起到荧光增白剂的作用,增加纸张的白度。但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉,以满足耐光、耐热的要求。
钛白粉制造方法也有两种:硫酸法(SoleplateProcess)和氯化法(ChlorideProcess)。
硫酸法
是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛,经水解生成偏钛酸,再经煅烧、粉碎即得到钛白粉产品。此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。硫酸法的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料,技术较成熟,设备简单,防腐蚀材料易解决。其缺点是流程长,只能以间歇操作为主,湿法操作,硫酸、水消耗高,废物及副产物多,对环境污染大。
氯化法
氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产四氯化钛,经高温氧化,再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。氯化法只能生产金红石型产品。氯化法优点是流程短,生产能力易扩大,连续自动化程度高,能耗相对低,“三废”少,能得到优质产品。其缺点是投资大,设备结构复杂,对材料要求高,要耐高温、耐腐蚀,装置难以维修,研究开发难度大。
用途
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钛白粉目前已发展成为继磷酸和合成氨之后的第三大无机化工产品。它的应用范围较广,但50%是用在涂料工业上。其中锐钛型的消色力和耐候性差,只能用在室内涂料上,金红石型的多用于外墙涂料,塑料,橡胶,油墨上。我国钛白粉消费领域情况如下:
(1)涂料工业 涂料分为工业涂料(包括汽车家电船舶等用涂料)和建筑涂料 ,随着我国建筑业和汽车工业的发展,对钛白粉的需求量日见增大,2000年我国涂料需求量约为200多万吨,钛白粉需12万吨,明年有望达到14-15万吨,但以金红石型为主。
(2)塑料工业 目前大多数的塑料(PVC、ABS、PS等)着色都用钛白粉,添加量约为2%。尤以在塑料型材中使用Zui多,因建筑业对其需求快速增长,99年和今年用量都在1.5万吨左右。明年估计塑料工业中总共需要3万吨钛白粉。