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钛白粉不夠白原因有哪些?钛白粉不白原因介紹

发布时间:2019-06-21 10:58:49

通过钛白粉磨粉设备加工后可以生产出建筑用钛白粉。钛白粉既为白色,那其“白”的特性也当属于其重要的标志之一。钛白粉不夠白原因有哪些?钛白粉不白原因介紹

钛白粉是颜料用二氧化钛的俗称,钛白粉优良的白色性能使其在油墨、涂料、造纸等行业占据了市场的绝大份额,生活中的许多白色産品或类白色産品,大多有钛白粉的参与,因此,被冠于“白色”的美誉。忽略钛白粉作为添加剂的许多品质不说,钛白粉既为白色,那其“白”的特性也当属于其重要的标志之一,也是本文主要阐述的内容。

钛白粉用量前三材料:涂料用量 塑料用量次之  纸张用量第三

據經驗分析,當钛白粉的白度升高時,其遮蓋力、消色力指標也會相應升高,因此,要達到同等的效果使用的钛白粉量少,成本會降低。钛白粉在使用過程中,用戶會反映钛白粉不夠白這點,其實钛白粉不夠白指的是“钛白粉的遮蓋能力與白度亮度”不夠。若想改變钛白粉的白度則“深究”影響其白度的因素自是必不可少的。目前,對钛白粉白度影響的研究工作主要從钛白粉的雜質種類及含量;二氧化钛粒子的大小、形狀;二氧化钛含量;二氧化钛粒子晶格的缺陷;钛白粉分散性等這幾方面入手。

一、雜質種類及含量

在钛白粉工艺中,尤其是硫酸法钛白粉工艺,大部分的作业是为了除去産品中的杂质。硫酸法工艺路线成熟对设备的配置要求很低,对原料的要求不高,钛矿、钛渣都可以,而且这种方法即可以生产金红石型钛白粉,又能生产锐钛型钛白粉,基建要求低,投产时间短。在在钛白粉行业,尤其是我国的钛白粉行业依然占有相当重要的地位。

硫酸法酸解制得到钛液屬于極其複雜的懸濁體系,裏面既含有未分解的钛鐵礦,也有未參加反應的一些細小顆粒,也有矽、鋁等元素形成的膠體雜質顆粒,另外是還有大量的硫酸鹽類等可溶性雜質。有些雜質即使含量甚微,也對其白度産生明顯的不良影響。這些雜質主要是一些氧化物,氧化物導致钛白粉的白度降低可以分爲兩種情況,一種是雜質氧化物汙染的顔色,另一種是晶格摻雜導致著色。

顯色金屬氧化物雜質在極低的含量下能影響白度,這些元素有鐵、錳、鉻、銅等,這些雜質本身帶有顔色,在白色的钛白粉中極易顯色,常見的雜質及顯色濃度見下表。

表 钛白粉中常见的金属氧化物杂质及显色极限值

氧化物

顯現顔色

目測時産生顔色的極限值/(mg/kg)

PbO

100

V2O5

灰帶淺藍

70

MnO

30

Fe2O3

微黃

30

CeO

15

CoO

灰带微黃

7

Cr2O3

褐带微黃

1.5

 

在實際生産中,雜質汙染钛白粉的極限含量要比上面中更低,雜質在更低的濃度下能顯色。以鐵元素爲例,當紅色的Fe3+進入Ti4+的位置後,因極化而變形,這比正常的鐵吸收更多的紅色。

除了如上工藝帶來的雜質,機械磨損産生的雜質,例如在雷蒙、氣粉等設備中,由于劇烈摩擦致使機器表面的物質脫落,雜質也會帶入到钛白粉中,從而增加钛白粉對光的吸收,使其白度降低。

二、粒徑和粒度分布

粒径和粒度分布也是影响钛白粉白度的主要因素,它主要是通过钛白粉颗粒对光的反射、散射等现象影响的。在一定粒度范围内,二氧化钛粒子粒径减小,表面积增大,对光的散射能力增大,白度越高。从光学效果来看,当光散射力时,颜料直径与入射光的波长λ、颜料折射率n1、漆料的折射率n2 之间的关系可用公式:D=2λ[π(n1-n2)]来表示。

上式中,可见光的波长为400-700nm,金红石型二氧化钛的折射率为2.71,涂料中大部分漆料(树脂)的折射率为1.45-1.60,因此金红石型二氧化钛的粒径控制在0.2~0.3μm时,在此粒径范围内颜料对可见光具有的散射力,可获得更高的遮盖力、消色力和纯正的白度。但粒径小于0.1μm时,由于发生光的衍射,光线从颜料颗粒的周围通过,不发生反射,反而使遮盖力下降,甚趋于透明,这类超细钛白粉由于呈透明状,可用来制造透明的防晒护肤霜,这种护肤霜膏体细腻,具有自然肌肤感觉,目前在日本护肤品産品中非常流行。

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三、钛白粉的钛含量

包膜劑的折光率相對二氧化钛來說差距很大,對遮蓋力的提升有限,影響钛白粉的白度,一般包膜劑量大的話遮蓋力也會差一點。

顔料級钛白粉中二氧化钛的含量一般在90%以上,具體在92~98%之間,其他物質主要爲包膜劑與少量雜質。目前根據不同的應用場合可選用不同的包膜劑種類,常用的包膜劑有鋁包膜、矽包膜、锆包膜等,也有兩種或多種包膜劑共同使用,如锆鋁包膜、矽鋁包膜等,這些包膜劑的加量各廠家不盡相同。

四、二氧化钛粒子晶格的缺陷

二氧化钛的Ti和O的比值是1:2,但由于制造条件的变化和其他一些因素,终的二氧化钛産品可能会出现O不足的现象,即氧缺陷,而且纯粹的二氧化钛也会由于紫外线照射或加热等外部能量的作用发生氧原子脱离晶体的现象(TiO2→Ti2O3+1/2O2)。

Ti4+O22+晶體中的O原子留下2個電子離開系統,留下的兩個電子把兩個Ti4+還原成Ti3+。Ti4+是無色的,而Ti3+呈現青紫色。缺氧造成的晶體中Ti3+有強烈的極化作用,外殼電子非常傾斜,比沒有極化的Ti3+光吸收更大,因此使顔料帶較重的青灰相。

五、分散性

钛白粉的分散性對遮蓋力會有很大影響,特別是添加量少的情況下,同樣的100g钛白粉,分散到10um和20um肉眼無法看到明顯的顆粒,但是越細的粒徑則會有更多的顆粒來占據樹脂中的位置,對光線的折射效果會提高很多很多。如果钛白粉的分散性較差,粉都團聚粘接在一塊了,細粉變粗粉,自然是會降低钛白粉的白度,遮蓋力了。

我們是钛白粉磨粉設備制造商,如需要钛白粉磨粉機可以和我們聯系。

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