中國粉體網(wǎng)訊 鈦白粉是應(yīng)用最廣泛的白色顏料,因其對可見光中所有波長的光波都有很強(qiáng)的反射,,而呈現(xiàn)白色,,廣泛應(yīng)用于油墨、涂料,、造紙等行業(yè),。白度是鈦白粉的重要指標(biāo)之一,由于鈦白粉的白度較高,,被稱為“白色之王”,。鈦白粉白度的高低對于鈦白粉的應(yīng)用范圍有著極大的影響。涂料,、造紙,、油墨等工業(yè)中,對顏色的要求非常嚴(yán)格,,若鈦白粉的白度過低,,則會減小其應(yīng)用范圍。
(圖片來源:攀鋼)
近日,,中國粉體網(wǎng)小編從攀鋼集團(tuán)鈦白產(chǎn)品應(yīng)用研究中心了解到,,研究人員從系統(tǒng)污染、鈦白粉加量,、生產(chǎn)加工溫度,、體系相容性這4個方面,針對鈦白粉干粉白度與其在各應(yīng)用領(lǐng)域中所呈現(xiàn)出來的應(yīng)用白度之間的關(guān)系進(jìn)行了分析和討論,,研究表明,,同一牌號鈦白產(chǎn)品在不同應(yīng)用體系中影響鈦白粉應(yīng)用白度的主要因素是體系相容性,而鈦白粉的干粉白度與應(yīng)用白度之間并沒有必然相關(guān)性,。
鈦白粉的干粉白度及其影響因素
鈦白粉干粉白度是用鋁杯將鈦白粉恒壓至表面成鏡面的粉餅,,用白度儀或分光測色計檢測其粉餅的鏡面白度。就目前來講,,影響鈦白粉干粉白度的因素有雜質(zhì),、粒徑和粒度分布、顆粒形狀,、鈦含量等,。
雜質(zhì)的影響
在鈦白粉工藝中,尤其是硫酸法鈦白粉工藝,,大部分的作業(yè)是為了除去產(chǎn)品中的雜質(zhì),,因為雜質(zhì)嚴(yán)重影響鈦白粉的應(yīng)用性能,特別是白度,。顯色金屬氧化物雜質(zhì)在極低的含量下就能影響白度,,這些元素有鐵,、錳、鉻,、銅等,。
鐵含量對白度有顯著的影響,隨著鐵含量的增加,,白度下降,,當(dāng)鐵含量超過50x10-6后影響尤為明顯,建議控制鐵含量在30×10-6以下,。
粒徑和粒度分布
粒徑和粒度分布也是影響鈦白粉白度的主要因素,,它主要是通過鈦白粉顆粒對光的反射、散射等現(xiàn)象影響的,。鈦白粉的粒徑越小,,白度值越高,這主要是由于鈦白粉粒徑越小,,表面積增大,,光的反射、漫反射增強(qiáng),。
據(jù)相關(guān)試驗表明,,鈦白產(chǎn)品的粒度對產(chǎn)品白度有顯著影響,SEM粒度在220~240nm,,150~350nm的比例大于75%的樣品白度較好,。
顆粒形狀
顆粒形狀是指鈦白粉顆粒的存在狀態(tài),可分為球狀,、桿狀和層狀,。這3種顆粒形狀在鈦白粉中常見,球狀為理想狀態(tài),,但是由于包膜或氣粉的因素可能產(chǎn)生桿狀和層狀,。
(圖片來源:鈦白粉白度的分類及其影響因素,郭會良等)
層狀鈦白粉的白度略低,,球狀和桿狀的白度非常接近,,因此,鈦白粉顆粒形狀雖然可以略微影響白度,,但不是主要因素,。在生產(chǎn)中,顆粒的形狀主要影響鈦白粉的光澤度,、遮蓋力,、分散性等指標(biāo)。
鈦白粉的應(yīng)用白度及其影響因素
鈦白粉的應(yīng)用白度是指鈦白粉添加在下游各應(yīng)用體系中所呈現(xiàn)出來的漆膜白度,、塑料制品白度,,紙張白度等,。這不僅與鈦白粉粒子大小與分布或鈦白粉有色金屬含量有關(guān),,還與鈦白粉在應(yīng)用體系中的相容性相關(guān),。因為分散越均勻所能呈現(xiàn)出來的散射光越多,白度越好,,反之亦然,。研究人員認(rèn)為,這就是鈦白粉干粉白度與其應(yīng)用白度的主要差異性,,也是導(dǎo)致兩者之間不存在必然相關(guān)性的主要因素,。
生產(chǎn)系統(tǒng)污染
在鈦白粉生產(chǎn)加工成涂料、油墨,、塑料制品,、裝飾紙等過程中,被分散設(shè)備,、分散介質(zhì)等污染而產(chǎn)生的色相變化,,導(dǎo)致白度下降,屬于異�,?煽匾蛩�,。用同一牌號鈦白產(chǎn)品做試驗,隨著鈦白粉中鐵含量的增加,,其在PP板中的亨特白度隨之降低,。由此可知,鈦白粉中的鐵含量多少是影響鈦白粉應(yīng)用白度的主要因素之一,。
鈦白粉加量
在一定范圍內(nèi),,隨著鈦白粉加量的增加,其白度值也隨之增加,,但是在超出一定范圍值以后,,由于體系分散性下降,單個粒子散射光的能力降低,,其白度值將停止增長,,或者有所下降。用戶應(yīng)用配方均為成熟配方,,無論是從應(yīng)用性能,,還是生產(chǎn)成本考慮,一般不會存在鈦白粉使用過量的情況,。
研究人員用同一牌號鈦白產(chǎn)品做試驗發(fā)現(xiàn),,當(dāng)鈦白粉加量<10%時,隨著鈦白粉加量的增加,,其在PP板中的亨特白度隨之提高,;當(dāng)鈦白粉加量>10%時,,其在PP板中的亨特白度無明顯變化,甚至還有部分降低的現(xiàn)象,。由此可知,,在一定范圍內(nèi)增加鈦白粉用量是可以提高其應(yīng)用白度的,但是當(dāng)加量超過臨界值時效果不明顯,,甚至?xí)驗殁伆追鄣姆稚顟B(tài)相對變差而降低其應(yīng)用白度,。
生產(chǎn)加工溫度
鈦白粉的最高生產(chǎn)溫度在1000℃左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于涂料(最高熱固化溫度200℃左右),、油墨(最高熱固化溫度160℃左右),、塑料(最高生產(chǎn)溫度320℃左右)和裝飾紙(最高加工溫度170℃左右),所以未經(jīng)過表面處理之前的鈦白粉是不會因為應(yīng)用溫度過高而導(dǎo)致色變的,。
但是,,其表層包覆的有機(jī)處理劑(醇類:三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷,;胺類:三乙醇胺,、1,3-丙二胺,;硅烷偶聯(lián)類:3-氨丙基三乙氧基硅烷,、辛基三乙氧基硅烷;聚硅氧烷類:聚二甲基硅氧烷等)的耐高溫抗黃變性能差異性較大,。
體系相容性
鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)大多會在鈦白粉的表層,,根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計特點(diǎn)包覆一層有機(jī)處理劑,促使鈦白粉產(chǎn)生親水或親油性,。由于體系相容性差異,,鈦白粉在不同應(yīng)用體系中所呈現(xiàn)出來的應(yīng)用性能也不盡相同,其中就包括應(yīng)用白度,。
研究人員對鈦白粉干粉白度和多個應(yīng)用白度(應(yīng)用檢測體系:涂料,、塑料、油墨,、造紙,,最高檢測溫度200℃)做了對比分析,發(fā)現(xiàn)鈦白粉的干粉白度與應(yīng)用白度之間并沒有必然相關(guān)性,;同一牌號鈦白產(chǎn)品在不同應(yīng)用體系中影響鈦白粉應(yīng)用白度的主要因素是體系相容性,。
參考來源:
周俊:影響鈦白粉應(yīng)用白度的主要因素,,攀鋼集團(tuán)鈦白產(chǎn)品應(yīng)用研究中心2021
吳健春,,等:鈦白粉白度影響因素分析,攀鋼集團(tuán)研究院有限公司,釩鈦資源綜合利用國家重點(diǎn)實驗室2020
郭會良,,等:鈦白粉白度的分類及其影響因素,,山東道恩鈦業(yè)有限公司2016
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安)
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