钛白粉应用技术内刊LOMON钛业公司国际部No：2011‐1钛白粉在涂料工业中的应用目 录Ⅰ 涂料概述一、 概念二、 涂料的组成Ⅱ 钛白粉在涂料中的作用Ⅲ 涂料对钛白粉性能的要求Ⅳ 钛白粉的表面处理Ⅴ 涂料用钛白粉的质量标准Ⅵ 钛白粉在涂料工业的应用一、 颜色因素二、 遮盖力因素三、 着色力因素四、 吸油量因素五、 耐光性、耐候性因素六、 颗粒形状和粒度分布因素七、 水分因素八、 密度因素九、 分散性因素（重难点）十、 涂料配方中的钛白粉选择Ⅶ 钛白粉在涂料中应用举例Ⅷ附录：常见钛白粉技术指标的英文名称Ⅰ 涂 料 概 述一、 概念涂料是一类附于物体表面能形成具有保护装饰或其他特殊性能的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称。

早期的涂料大多以植物油为主要原料，故有“油漆”之称。

二、 涂料的组成涂料的组成中包含成膜物质、颜料和填料、溶剂和助剂四种成分。

传统涂料中各组分的用量比例约为：油脂20%～30%；树脂10%～20%；颜料和填料4%～25%；有机溶剂或水33%～47%；助剂2%～5%。

成膜物质： 成膜物质主要由树脂或油脂组成。

成膜物质还包括部分不挥发的活性稀释剂，它是使涂料牢固附着于被涂物面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本特性。

有机溶剂或水： 有机溶剂或水是分散介质，主要作用在于使成膜基料分散而形成粘稠液体，不是成膜物质。

它有助于施工和改善涂膜的某些性能。

平时，将成膜物质和分散介质的混合物称为漆料（vehicle）。

颜料和填料：颜料和填料本身不能单独成膜，主要用于着色和改善涂膜性能，增强涂膜的保护、装饰和防锈作用，亦可降低涂料成本。

助剂：助剂是原料的辅助材料。

如催干剂、流平剂、防结皮剂、防沉剂、抗老化剂、防霉剂、固化剂、增塑剂等。

这些物质一般不能成膜，但对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用。

三、涂料的作用和特点1. 保护作用物件暴露在大气之中，受到氧气、水分等的侵蚀，造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象。

在物件表面涂以涂料，形成一层保护膜，能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展。

2. 装饰作用不同的材质物料涂上涂料，可得到绚丽多彩的色彩，起到美化生活环境的作用。

3. 特殊功能作用现代的一些涂料品种能提供多种不同的特殊功能，如：电绝缘、导电、屏蔽电磁波、防静电产生等作用；防霉、杀菌、杀虫、放海洋生物黏附等生物化学方面的作用；耐高温、保温、示温和温度标记、防止延燃、烧蚀隔热等热能方面的作用；反射光、发光、吸收和反射红外线、吸收太阳能、屏蔽射线等光学性能方面的作用；防滑、自润滑、放碎裂飞溅、等机械性能方面的作用防噪声、减震、卫生消毒、防结露、防结冻……Ⅱ 钛白粉在涂料中的作用涂料中的颜料具有一定的遮盖力，不仅能遮盖住被涂物体原来的颜色，而且还能赋予涂膜鲜艳的彩色，事先亮化美化的装饰效果。

同时，颜料与固化剂和基材紧密结合，融为一体，增强涂膜的机械强度和附着力，防止裂纹或脱落，并且能够增加涂膜的厚度，阻止紫外线或水分的穿透，提高涂膜的抗老化性和耐久性，延长涂膜和被保护物体的使用寿命。

在颜料中，白色颜料用途最广，白色和浅色涂料都要用到它。

所以在涂料生产中，白色颜料的用量比其他颜料多。

涂料常用的白色颜料有锌白、锌钡白、太白粉等。

由于有些合成树脂涂料聚合度较大，若加入锌白，则因锌白有碱性，于涂料中的游离脂肪酸作用而有变稠的倾向；若加入锌钡白，则耐候性较差。

但是使用钛白粉就可以避免以上不足。

因为钛白粉粒子小而均匀，光学稳定性高。

在遮盖力方面，金红石型钛白粉是锌白的7倍、锌钡白的5.56倍；锐钛型钛白粉是锌白的5.57倍、锌钡白的4.3倍；在消色力方面，金红石型钛白粉是锌白的8.3倍、锌钡白的6.25倍。

锐钛型钛白粉是是锌白的6.4倍、锌钡白的4.8倍。

各种白色颜料的主要性能详见表1：在使用效果方面，1t钛白粉至少相当于4t锌钡白；在使用寿命方面（室外抗粉化性），钛白粉作为颜料的涂层比锌钡白颜料要好3倍。

因此使用钛白粉可以大大降低整个涂料中颜料的用量，同时制成的涂料色彩鲜艳、不易泛黄；耐光、耐热、耐磨、耐候、耐碱、耐硫、耐烯酸。

正是由于钛白粉具有比锌白、锌钡白更优越的性能，以致称为涂料中最好的白色颜料，占涂料用颜料的90%以上，占涂料用白色颜料95%以上，在涂料原料成本中占10%～25%。

表1： 白色颜料主要性能对比钛白粉（金红石型） 4.2 2.67 1650 100 100钛白粉（锐钛型） 3.91 2.55 1270 77 78硫化锌 4.0 2.37 660 40 39钡白（BaSO4） 4.5 1.64锑白（Sb2O3） 5.67 2.09 280 17 15锌白(ZnO) 5.6 2.02 200 12 14锌钡白（立德粉） 4.2 1.84 260 16 18铅白(碱式碳酸铅) 6.1 2.00 150 9 12碱式硫酸铅 6.2 1.93 120 7 10注意：两种钛白粉消色力雷诺系数指未经表面处理的数值。

Ⅲ 涂料对钛白粉性能的要求涂料工业通常使用颜料级钛白粉。

涂料对钛白粉的质量要求：一是白度要好；二是研磨润湿性好，易于分散；三是耐候性、耐久性要好；四是化学稳定性好；五是粒度小，遮盖力大，消色力高，不透明度和光泽度好。

常用涂料对钛白粉特性要求如下所示：外部用— 耐候性、遮盖力、美观常温干燥型瓷器内部用— 遮盖力、美观建筑用涂料外部用— 耐候性、遮盖力、美观（外部用较少） 乳胶涂料内部用—遮盖力、美观、上涂— 耐候性、遮盖力、美观性、分散性汽车用涂料 中涂— 耐候性、遮盖力、分散性工业用涂料 下涂— 分散性家电用涂料— 遮盖力、美观Ⅳ 钛白粉的表面处理颜料的化学和物理光学特性主要决定于颜料的粒子大小以及表面的化学成分。

由于纯钛白粉是亲水性粉末，而大部分有机分散介质是亲油性的，所以钛白粉不溶于其分散的基料中，要想使其表面能很好润湿和改善其分散性，可以通过改变表面化学成分的方法，通常有无忌表面处理和有机表面处理，这两种后处理过程又称为包膜或包覆。

其中，无机表面处理主要采用溶胶/凝胶水解法，通常用一种或一种以上元素，例如硅、铝、锆和钛的氧化物或氢氧化物。

这种包膜在水合多种溶剂中都有很好的分散性。

另外有机表面处理指的是提高二氧化钛在分散介质中的湿润分散和流变性能，在储存期间可以减少吸潮。

有机表面处理剂大部分是表面活性剂、醇类和胺类。

详细包膜技术将在今后的专述材料中介绍，此处省略。

Ⅴ 涂料用钛白粉的质量标涂料用钛白粉分为金红石型和锐钛型两种，按国际惯例，金红石型用其英文Rutile的首字母R表示，称为R型。

锐钛型用其Anatase的首字母A表示，称为A型。

未经后处理的金红石型和锐钛型分别称为R1和A1型；经过后处理的金红石型和锐钛型分别称为R2、R3和A2型。

目前市场上绝大多数的金红石型都是R2和R3型，其中R2型占70%以上。

R2和R3分别占涂料用金红石型钛白粉的77%和22%（2005年数据）。

虽然钛白粉的化学和物理性能都十分优良，单国内外还没有一个标准可以覆盖所有应用领域，即使销量很大的“通用级”钛白粉也做不到这点。

况且钛白粉在实际应用中，许多性能和质量指标又互相矛盾，加入以纯度来表示质量（品质），一些经过特殊包膜的颜料级钛白粉中的TiO2含量只有85%左右（余为Al2O3或SiO2）；有时提高了光泽度，优惠影响它在有机介质中的分散；有时提高遮盖力可能会损害它的消色力等，总之无法用一个标准来概括，所以在国外（包括国际标准化组织）许多国家标准中，对某些颜料性质不做硬性规定，采取与用户协商的办法来解决。

针对上述特点，为了满足不同用途需要，对不同用途钛白粉进行品种设计，开发不同牌号和品种，以发挥它在不同场合中的最大光学作用和颜料性能。

不同国家、组织或公司在考虑制定钛白粉工业标准内容时，既要考虑产品技术，质量指标，又要考虑产品的特性和特点，因而不同国家、单位多制定的标准中的项目要求不完全相同。

我们常会接触的一些标准包括： ◆国际标准 ISO 591‐2000国际标准化组织的简称（International Organizationfor Standardization）ISO通过其技术机构开展技术活动，其相关的技术委员会是专门处理涂料及相关产品和原料的标准机构。

◆中国国家标准GB1706—2006◆美国ASTM标准ASTM是美国材料与试验协会（American Society for Testing and Materials），该组织于1938年制定了世界上第一个二氧化钛规格标准，即ASTM D476，目前最新版的是2003年重新修订的版本。

2： 二氧化钛颜料技术指标（GB1706‐2006）基 本 要 求特性 要 求A型 R型A1 A2 R1 R2 R3 TiO2的质量分数% ≥ 98 92 97 90 80 105℃挥发物质量分数% ≤ 0.5 0.8 0.5 商定水溶物质量分数% ≤ 0.6 0.5 0.6 0.3 0.7 筛余物（45μm）质量分数% ≤ 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1条 件 要 求特性 要 求A型 R型A1 A2 R1 R2 R3 颜色 与商定的参比样相近 详见（GB1706‐2006 5.2.2） 散射力 商定在（23±2℃）和相对湿度(50±5%)0.5 0.8 0.5 1.5 2.5 下预处理24h后挥发物的质量分数% ≤水悬浮液pH值商定吸油量水萃取电阻率 商定 — 商定 注：LOMON产品亦参照该技术指标执行。

Ⅵ 钛白粉在涂料工业的应用钛白粉的作用不仅仅是遮盖和装饰性，更重要的作用是改善涂料的物理化学性能，提高涂膜的机械强度、附着力、防腐蚀性、耐光耐候性。

一、 颜色因素颜色是颜料的重要技术指标。

即使同一化学成分的颜料，由于工艺路线、原料、设备、技术水平不同，也会产生色光上的不同，这是由于经常起作用的因素是它的物理性状，例如颜料粒子的颗粒大小，晶型、晶相、杂质含量等。

因为颜色的显现是受光的照射、反射、折射等影响，颗粒外形不用势必影响其色光。

二、 遮盖力因素颜料在加入透明基料之中使之成为不透明，完全盖住基片的黑白格所需要的最少颜料量称之为遮盖力，通常以每平方底材面积所需覆盖干颜料克数，即g/cm2表示。

遮盖力的光学本质是颜料和存在其周围的介质的折射率之差造成的。

当颜料的折射率和基料的折射率相等时就是透明的，当颜料的折射率大于基料的折射率时，就出现遮盖力。

两者相差越大，遮盖力越强。

举个简单例子，平时我们看到大白粉（碳酸钙）在湿的状态下涂刷墙壁是，由于它和水的折射率差不多，所以看起来遮盖力很差，但干了以后，由于空气取代了水，此时两者的折射率之差变大了，所以干了后看起来遮盖力大大增加。