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關於鈦白粉·│▩│↟:你說的“白”☁•,是什麼白↟│?

鈦白粉是應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的反射☁•,而呈現白色☁•,廣泛應用於油墨▩·、塗料▩·、造紙等行業•↟₪✘◕。白度是鈦白粉的重要指標之一☁•,由於鈦白粉的白度較高☁•,被稱為“白色之王”•↟₪✘◕。

鈦白粉白度的高低對於鈦白粉的應用範圍有著極大的影響•↟₪✘◕。塗料▩·、造紙▩·、油墨等工業中☁•,對顏色的要求非常嚴格☁•,若鈦白粉的白度過低☁•,則會減小其應用範圍•↟₪✘◕。

近日☁•,攀鋼集團鈦白產品應用研究中心研究人員從系統汙染▩·、鈦白粉加量▩·、生產加工溫度▩·、體系相容性這4個方面☁•,針對鈦白粉乾粉白度與其在各應用領域中所呈現出來的應用白度之間的關係進行了分析和討論☁•,研究表明☁•,同一牌號鈦白產品在不同應用體系中影響鈦白粉應用白度的主要因素是體系相容性☁•,而鈦白粉的乾粉白度與應用白度之間並沒有必然相關性•↟₪✘◕。

鈦白粉的乾粉白度及其影響因素

鈦白粉乾粉白度是用鋁杯將鈦白粉恆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☁•,影響鈦白粉乾粉白度的因素有雜質▩·、粒徑和粒度分佈▩·、顆粒形狀▩·、鈦含量等•↟₪✘◕。

雜質的影響

在鈦白粉工藝中☁•,尤其是硫酸法鈦白粉工藝☁•,大部分的作業是為了除去產品中的雜質☁•,因為雜質嚴重影響鈦白粉的應用效能☁•,特別是白度•↟₪✘◕。顯色金屬氧化物雜質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☁•,當鐵含量超過50x10-6後影響尤為明顯☁•,建議控制鐵含量在30×10-6以下•↟₪✘◕。

粒徑和粒度分佈

粒徑和粒度分佈也是影響鈦白粉白度的主要因素☁•,它主要是透過鈦白粉顆粒對光的反射▩·、散射等現象影響的•↟₪✘◕。鈦白粉的粒徑越小☁•,白度值越高☁•,這主要是由於鈦白粉粒徑越小☁•,表面積增大☁•,光的反射▩·、漫反射增強•↟₪✘◕。

據相關試驗表明☁•,鈦白產品的粒度對產品白度有顯著影響☁•,SEM粒度在220~240nm☁•,150~350nm的比例大於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☁•,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☁•,但是由於包膜或氣粉的因素可能產生桿狀和層狀•↟₪✘◕。

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•↟₪✘◕。

鈦白粉的應用白度及其影響因素

鈦白粉的應用白度是指鈦白粉新增在下游各應用體系中所呈現出來的漆膜白度▩·、塑膠製品白度☁•,紙張白度等•↟₪✘◕。這不僅與鈦白粉粒子大小與分佈或鈦白粉有色金屬含量有關☁•,還與鈦白粉在應用體系中的相容性相關•↟₪✘◕。因為分散越均勻所能呈現出來的散射光越多☁•,白度越好☁•,反之亦然•↟₪✘◕。

研究人員認為☁•,這就是鈦白粉乾粉白度與其應用白度的主要差異性☁•,也是導致兩者之間不存在必然相關性的主要因素•↟₪✘◕。

生產系統汙染

在鈦白粉生產加工成塗料▩·、油墨▩·、塑膠製品▩·、裝飾紙等過程中☁•,被分散裝置▩·、分散介質等汙染而產生的色相變化☁•,導致白度下降☁•,屬於異常可控因素•↟₪✘◕。用同一牌號鈦白產品做試驗☁•,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用白度的主要因素之一•↟₪✘◕。

鈦白粉加量

在一定範圍內☁•,隨著鈦白粉加量的增加☁•,其白度值也隨之增加☁•,但是在超出一定範圍值以後☁•,由於體系分散性下降☁•,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•↟₪✘◕。使用者應用配方均為成熟配方☁•,無論是從應用效能☁•,還是生產成本考慮☁•,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品做試驗發現☁•,當鈦白粉加量<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象•↟₪✘◕。由此可知☁•,在一定範圍內增加鈦白粉用量是可以提高其應用白度的☁•,但是當加量超過臨界值時效果不明顯☁•,甚至會因為鈦白粉的分散狀態相對變差而降低其應用白度•↟₪✘◕。

生產加工溫度

鈦白粉的最高生產溫度在1000℃左右☁•,遠遠高於塗料(最高熱固化溫度200℃左右)▩·、油墨(最高熱固化溫度160℃左右)▩·、塑膠(最高生產溫度320℃左右)和裝飾紙(最高加工溫度170℃左右)☁•,所以未經過表面處理之前的鈦白粉是不會因為應用溫度過高而導致色變的•↟₪✘◕。

但是☁•,其表層包覆的有機處理劑(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;矽烷偶聯類·│▩│↟:3-氨丙基三乙氧基矽烷▩·、辛基三乙氧基矽烷;聚矽氧烷類·│▩│↟:聚二甲基矽氧烷等)的耐高溫抗黃變效能差異性較大•↟₪✘◕。

體系相容性

鈦白粉生產企業大多會在鈦白粉的表層☁•,根據產品設計特點包覆一層有機處理劑☁•,促使鈦白粉產生親水或親油性•↟₪✘◕。由於體系相容性差異☁•,鈦白粉在不同應用體系中所呈現出來的應用效能也不盡相同☁•,其中就包括應用白度•↟₪✘◕。

研究人員對鈦白粉乾粉白度和多個應用白度(應用檢測體系·│▩│↟:塗料▩·、塑膠▩·、油墨▩·、造紙☁•,最高檢測溫度200℃)做了對比分析☁•,發現鈦白粉的乾粉白度與應用白度之間並沒有必然相關性;同一牌號鈦白產品在不同應用體系中影響鈦白粉應用白度的主要因素是體系相容性•↟₪✘◕。

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2022/07/27 13:35:39 154 次

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