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1、白度
鈦白粉作為一種優質的涂料用白色顏料,其白度至關重要,是涂料要求的關鍵質量指標之一,鈦白粉白度差,會直接影響涂膜的外觀。影響鈦白粉白度的最主要因素是其中有害雜質的種類和含量,因為鈦白粉對雜質非常敏感,尤其是金紅石型鈦白粉,所以,即使是微量的雜質,也會對鈦白粉白度產生明顯的影響,影響鈦白粉白度的各種雜質的極限值見表。氯化法工藝生產的鈦白粉白度往往比硫酸法工藝生產的好,這是因為氯化法工藝生產鈦白粉所用的原料四氯化鈦已經蒸餾凈化,本身雜質含量少,而硫酸法工藝所用的原料雜質含量高,只能通過洗滌和漂白等工藝技術來除掉雜質。
各種雜質影響二氧化鈦白度的極限值
其次,鈦白粉粒子的形狀、大小和粒徑分布,以及鈦白粉出現不理想的晶體結構和混晶現象也會影響其白度。為了使鈦白粉具有最佳的白度,要求鈦白粉為球形顆粒,表面光滑圓潤,不帶棱角,不團聚,粒徑分布控制在0.15-0.35μm。
2、遮蓋力
遮蓋力為每平方厘米被涂物體的表面積,在達到完全被遮蓋時,需要用顏料的最低質量。涂同樣面積的表面,所用鈦白粉的遮蓋力越大,涂膜便可以越薄,所需的涂料量越少,則所需要鈦白粉的量也越少,如果鈦白粉遮蓋力降低,為達到同樣的遮蓋效果,所需要的鈦白粉量增加,則生產成本就會增加,且鈦白粉用量增加,會導致鈦白粉在涂料中難以分散均勻,出現聚集,同樣會影響涂料的遮蓋效果。鈦白粉遮蓋力大小主要由其本身的折射率來決定,金紅石型鈦白粉的折射率是所有白色顏料中最大的,因此其遮蓋力也最高,銳鈦型鈦白粉次之。其次,鈦白粉粒子的形狀、大小、粒徑分布和分散程度也會影響其遮蓋力,在大于可見光半波波長的范圍內,鈦白粉粒子表面越光滑,粒徑越小,表面積越大,分散越好,其遮蓋力越大。
3、耐候性
涂料對鈦白粉的耐候性要求高,尤其是戶外用表面涂料,要求高耐候性或超高耐候型的鈦白粉。使用耐候性低的鈦白粉,涂膜會出現褪色、變色、粉化、開裂、剝落等問題。金紅石型鈦白粉的晶體結構比銳鈦型鈦白粉的結構更為緊密,光化學活性低,因而耐候性也遠高于銳鈦型鈦白粉,所以涂料用鈦白粉基本上全是金紅石型鈦白粉。提高鈦白粉耐候性最主要的方法是對其進行無機表面處理,即在鈦白粉粒子表面包覆一層或多層無機氧化物或水合氧化物,通常包覆的氧化物有SiO2、ZrO2、Al2O3、CeO2等,其中氧化鋯和致密氧化硅包膜是目前公認的耐候性最好的包膜方式,氧化鋯包膜技術國內已經掌握,但致密氧化硅包膜技術仍然被國外壟斷,國內還未能攻破,有待繼續研究。
4、分散性
鈦白粉為超細粒子,比表面積大,表面能高,顆粒之間容易發生聚集,在涂料中難以穩定分散。鈦白粉分散性差會直接影響其在涂料中的消色力、遮蓋力和表面光澤度等光學性能,而且還會影響涂料的貯存穩定性、流動性、流平性、涂層耐久性、防腐蝕性和導電性等應用性能,此外,還會影響涂料的生產成本,因為研磨分散作業的能耗高,占涂料制造過程總能耗的大部分,且儀器設備的損耗大。影響鈦白粉分散性的因素主要有鈦白粉粒徑大小、比表面積、表面自由能、表面電荷、ph值、極性、表面吸附狀態等表面性質,此外,也與展色劑的性質、分散劑的種類和用量、研磨分散設備和分散工藝等因素有關。為了使鈦白粉在涂料中達到最好的分散效果,使鈦白粉粒子在涂料中處于或接近于原始粒子狀態,充分體現其優異的性能,通常在鈦白粉生產過程對其進行表面處理,提高其分散性,此外,在涂料生產過程中也要選擇正確的潤濕分散劑、研磨分散設備和分散工藝。