鈦白粉的主要應用領域分析

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鈦白粉是一種重要的精細化工原料，它是最重要的白色顏料，占全部白色顏料使用量的80%，世界上90%的鈦資源都用來制造鈦白粉，是僅次于合成氨和磷酸的第三大無機化學品(以價值計)。鈦白粉是應用廣泛、市場需求量很大的一種白色無機顏料。鈦白粉的主要應用領域包括：涂料、色母粒、塑料(9600, -15.00, -0.16%)、造紙等。

1、涂料

涂料是鈦白粉的最大用戶。通常，鈦白粉在涂料領域的消耗量占鈦白粉應用領域消耗量的60%，同時它也是涂料工業(yè)中用量最多的一種顏料(各種涂料中鈦白含量10%～35%)。鈦白粉用量較大的幾類主要涂料品種如下：

乳膠漆

乳膠漆是水性涂料的一種，是把樹脂用水乳化后，加入顏料分散而成的新型涂料。乳膠漆不含溶劑或含有少量溶劑，具有耐候、可刷洗、環(huán)保等優(yōu)點，廣泛用作建筑涂料。隨著城市建設和房產業(yè)的飛速發(fā)展，建筑涂料的需求非常旺盛，可以說乳膠漆是近年來涂料行業(yè)發(fā)展最快的品種。乳膠漆分內用和外用，外用的必須使用金紅石;內用的國內多選用銳鈦型，國外公司仍然使用金紅石。外用乳膠漆最多的是丙烯酸型，內用的以酚醛樹脂居多。內用乳膠漆主要是平光乳膠漆，平光乳膠漆的配方主要包括溶劑(水)、顏料、填料、分散劑、乳液、濕潤劑、增稠劑、消泡劑、及其他助劑。

一般乳膠漆加工工藝為：將顏料、填料、分散劑、水、消泡劑等預混合，高速攪拌(或研磨)達到一定細度后，再加入乳液、其他助劑等，高速攪拌(或研磨)即得產品。

卷材和印鐵涂料

彩鋼是近年來發(fā)展起來的新品種，彩鋼具有堅固耐久、使用方便、美觀大方、可以拆卸等優(yōu)點而受到用戶歡迎，卷材涂料和印鐵涂料也就應運而生。有的彩鋼生產廠甚至專門建設了卷材涂料生產線。卷材涂料是通過專門的涂漆機涂在鋼板或其它金屬表面上，再經過烘烤成型。卷材涂料又可分為里層和表層，表層又分為底漆和面漆。表層要求高，面漆的要求更高。卷材涂料一般都使用金紅石，背面漆要求低，可以使用國產金紅石和環(huán)氧樹脂，面漆原料一般采用聚酯和進口金紅石鈦白粉。

汽車漆

汽車漆有高級和中低級之分，最好的是轎車漆，其次是卡車和客車漆。汽車漆主要要求鈦白粉的耐候性、光澤和遮蓋力。目前能夠使用在轎車漆中的鈦白品牌很少，均為專用型進口氯化法金紅石鈦白，如R2310、R706等。國產金紅石鈦白目前只能占據汽車漆中低檔市場。

粉末涂料

粉末涂料是使用樹脂與顏料等助劑直接熱熔，使顏料分散在熔融的樹脂中，再冷卻粉碎而成。由于粉末涂料不含溶劑，使用時不會造成環(huán)境污染;同時粉末涂料在使用過程中還可以回收，對節(jié)約能源也很有好處。粉末涂料通過靜電噴涂于家電、汽車零件等金屬件上，也可以用于塑料、木料等非金屬制品上，用途非常廣泛，施工良好的粉末涂料其表面光澤能夠與油漆媲美。粉末涂料根據所用樹脂不同分為：環(huán)氧改性、丙烯酸、聚酯等類型。采用的鈦白粉絕大多數是金紅石型鈦白。

2、塑料

塑料工業(yè)是鈦白粉的第二大用戶，通常，鈦白粉在塑料領域的消耗量占鈦白粉應用領域消耗量的20%。塑料工業(yè)是近幾年增長最快的領域，年均增長率6%，全世界500余個鈦白粉牌號中，有50多個牌號是屬于塑料專用的。鈦白粉在塑料制品中的應用，除了利用它的高遮蓋力、高消色力及其他顏料性能外，它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能，使塑料制品免受UV光的侵襲，改善塑料制品的機械性能和電性能。由于塑料制品比油漆和油墨的涂膜厚得多，因此它不需要太高的顏料體積濃度，加上它遮蓋力高，著色力強，一般用量只有1%~5%。幾乎所有熱固性和熱塑性的塑料中都使用它，如聚烯烴類(主要是低密度的聚乙烯、聚丙烯)、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等，它既可以與樹脂干粉混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有一些是把鈦白粉先加工成色母粒后在使用。

大多數塑料用鈦白粉粒徑都較細，通常涂料用鈦白粉的粒徑為0.2～0.4μm，而塑料用鈦白粉的粒徑為0.15～0.3μm，這樣可以獲得藍色底相，對大多數帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。

塑料用鈦白粉一般都要經過有機表面處理(多元醇、硅烷或硅氧烷)，因為塑料用鈦白粉與涂料用鈦白粉不同，前者是在低極性的樹脂中，通過剪切力加工混合，有機表面處理后的鈦白粉，在適當的機械剪切力下，就能比較好地分散。

3、造紙

造紙是鈦白粉的第三大用戶。裝飾紙、圣經紙和紙幣中一般都要使用鈦白粉，使用鈦白粉的紙張，白度好、強度高、有光澤、薄而光滑、印刷時不穿透，在相同條件下不透明度比碳酸鈣、滑石粉高10倍，質量也能減輕15%～30%。裝飾紙也稱為鈦白紙，主要用于制作家具、地板、壁紙等的原材料。對于有抗老化的要求的紙張，必須使用金紅石;更多的金紅石是使用在高灰份的紙張中，這種高灰份的紙張必須使用金紅石，因為銳鈦型鈦白的遮蓋力達不到要求。銳鈦型鈦白均用在低灰份的紙張中，如圣經紙和紙幣等，圣經紙要求紙張有很好的不透明度，一般使用銳鈦型鈦白即可滿足;造幣紙也要求很好的不透明度，主要也使用銳鈦型。在國內，裝飾紙使用的鈦白量遠遠高于其它兩個品種，這種形勢是由我國的消費水平決定的。據不完全估計，國內用于裝飾紙的鈦白每年超過3萬t。裝飾紙中鈦白用量20%~40%，其它紙中鈦白1%~5%。金紅石用于耐候、高灰份的紙張，銳鈦型用于對耐候要求不高、低灰份的紙張，決定造紙廠選用何種鈦白的主要原因是造紙的成本，也就是鈦白的性價比。由于鈦白在造紙中的成本比例高達30%~50%，因此造紙廠在滿足用戶要求的情況下，對選擇鈦白可以說是斤斤計較，能使用銳鈦型決不使用金紅石。造紙行業(yè)對鈦白質量的要求，按重要性的順序為：

1)遮蓋力(不透明度)：含相同鈦白的紙張能夠遮蓋住底色的能力，這個指標決定了鈦白的性價比。簡單說，遮蓋力高的鈦白，一般價格高，但使用量少，因此每噸紙張中鈦白的成本可能較低;遮蓋力低的鈦白，雖然價格低，但用量大，導致每噸紙張中鈦白的成本升高;

2)白度：鈦白的白度決定紙張成型后的外觀;

3)分散性：現在的造紙工藝一般都使用分散劑，因此，鈦白的水分散性差別不大;

4)耐候性：國產金紅石能夠滿足多數紙張的耐候性能要求，只有很少的紙張需要金紅石提供很高的耐候性能;

5)留著率：造紙行業(yè)均對過濾的水進行回用，或采用助留劑，一般鈦白的回收率都在99%以上，之所以保留這個指標，是因為國際大鈦白公司在推銷造紙專用鈦白時均同時提供助留劑配方和使用方法，以提高服務質量，增加產品競爭力。

4、色母粒

塑料色母粒是一種高濃縮、高效能的顏色配置品，即顏料以超常濃度均勻分布在載體樹脂中，并形成一定粒徑的顆粒。它主要由核心層(顏料)、偶聯層(偶聯劑或表面活性劑)、分散層(潤滑劑或分散劑)、增混層(載體樹脂)等組成。它在塑料中作為染色劑使用，廣泛用于吹膜、注塑、熱壓、注塑等塑料制品的生產。色母粒著色效果優(yōu)越，使用方便，節(jié)約能源，使用時無粉塵和污水，因此備受用戶的青睞。色母粒行業(yè)由于生產工藝簡單、投資少，得到速度發(fā)展。據不完全統計，我國用于色母粒生產的鈦白每年2～3萬t，所使用的金紅石分為高中低三檔，高檔的使用進口金紅石，中檔的使用國產金紅石，低檔的使用國產銳鈦型鈦白。

色母?？捎糜趯勐纫蚁?、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS塑料配色。其主要成分有顏料、樹脂、分散劑、填料、熒光增白劑、抗氧劑、抗紫外線劑、抗靜電劑、增韌劑、光亮劑等，鈦白粉在其中作為白色顏料使用，具有無毒、化學性質穩(wěn)定、遮蓋力高、分散性好等優(yōu)點。

色母粒生產工藝有幾種，典型的如：顏料、樹脂、分散劑、體積顏料、其他助劑等經過高速攪拌機混合，通過螺桿機擠出機擠出抽絲冷卻，再經過切割機切割成色母粒。

色母粒是作為工業(yè)原料，性能優(yōu)劣通常是在后續(xù)產品應用中表現出來(如吹膜或注塑)，因此，鈦白在色母粒中的性能也主要體現在色母粒的應用過程中。主要體現在以下幾個方面：

1)鈦白的著色能力：決定相同塑料制品顏色使用的鈦白量;

2)鈦白的白度和色差：決定鈦白含量相同的淺色(白色)塑料制品的外觀;

3)鈦白的分散性：影響色母粒生產成本和塑料制品的外觀、光澤等指標

4)鈦白的加工性能：影響色母粒生產成本。