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钛白粉的性能指标在涂料行业应用的影响

发布时间:2017-05-04 00:27

  随着中国国内各型涂料迅猛发展,特别是国家对环保的越来越严格要求以及老百姓对环境污染的深恶痛绝,所以涂料的配方不断得在进行修改。作为白色基本原料的钛白粉,也在迎合涂料界的需要而进行着改变。

  一、影响涂料品质的因素

  和十年前相比,我国钛白粉为配合涂料界的应用在各大性能上都作出了较大的改变,目前与钛白粉涂料性能有关的主要有如下几个参数。

  二、各参数与涂料性能的关系

  1、电阻率

  电阻率是指一定量的钛白粉溶解到一定量的蒸馏水后,水的的电阻。电阻率是指一定量的钛白粉溶解到一定量的蒸馏水后,水的的电阻。电阻率越小导电性能越好,说明钛白粉的金属离子杂质含量越高,电阻率越高钛白粉含金属离子杂质越少。金红石≥60Ωm,锐钛≥20Ωm。好的金红石型钛白粉电阻率一般≥100Ωm。

  金红石型钛白粉在进行无机包膜或有机包膜处理时,其整个过程实际上是引入一个其他元素,如果整个配方合理,那个整个钛白粉的性能将得到巨大性能提升,比如包膜产品的耐候性比不包膜产品的好。如果不合理的包膜,那么后果是灾难性的,相关的有机或无机包膜都将给涂料产品带来有害的杂质,使涂料产品大幅度降低,甚至报废。因为中国各钛白粉厂的包膜技术不同,工程师团队以及产业工人水平差异明显,导致产品水平参差不齐,从而造成了各家钛白粉厂的产品应用性能的干差万别。

  钛白粉的电阻率同时反映出了在一定程度上的钛白粉中的杂质情况,但是,就电阻率来讲,各型钛白粉的电阻率并非越高越好,过高的电阻率没有实际的意义反而增加了钛白粉生产的经济成本。

  2、pH值

  钛白粉的pH值直接影响到其在涂料中的应用性能和稳定性。较高或较低的pH值会使得涂料的体系发生性质的改变,涂层易皲裂,流平性差,干燥慢。

  从原理上讲钛白粉粉体的pH值应该在中性附近,但是由于国内各钛白粉厂的生产工艺、生产设备与条件的不同,煅烧条件、包膜状态、化学组成等诸多因素的影响,造成了钛白粉的pH偏离中性。因此性质稳定的钛白粉粉体将对涂料生产企业有着十分重要的意义。另外钛白粉的pH值偏酸性还容易造成涂料生产过成的固化和干燥的速度变慢,分散性变差,严重的会使涂料结底胶化等。

  3、遮盖力

  遮盖力是指涂料中钛白粉将被涂盖物遮盖起来的能力,遮盖力是钛白颜料在应用领域的重要的经济指标。遮盖力不仅取决于对光的散射能力,而且也取决于对光的吸收能力,还取决于钛白颜料与基料的折光的指数之差。折光指数越大,遮盖力越大,粒度越小,遮盖力越高,但是,当粒度小于可见光波长一半时,遮盖力反而降低。

  在相同质量浓度条件下,遮盖力还与钛白的粒度有着直接的关系。

  一般而言,在高颜料体积浓度的涂料体系里面,粒度较大的钛白颜料遮盖力较高;

  在低颜料体积浓度的涂料体系里面,粒度较小的钛白颜料遮盖力较高。

  由于钛白粉的颜料性能而影响遮盖力的主要因素是钛白粉的折射率和媒介物的折射率,钛白粉的粒度和粒度分布,以及钛白粉分散以后的分散性等。

  就目前已知的化学产品中,钛白粉的折射率是白色颜料中最高的。

  因此,从理论上来说,它的遮盖力也是最高的。但是二氧化钛颗粒大小、颗粒结构和分散程度影响其遮盖力。在大于可见光半波波长的范围内,粒径越细,分散性越大,则遮盖力越大。

  但它有一定的限度。当平均粒径为0.2μm时,遮盖力最大,小于可见光波长一半时,则由于晶体对光的透明性使遮盖力反而下降。因此,粒径过大过小都不好。

  颜料的遮盖力越大,则这个数值就越小。这种方法表示的颜料遮盖力越大,则其数值便越大,涂膜可以越薄,所需的涂料量便越小。

  4白度

  钛白粉白度标注目前国内基本采用和标样进行比较或采用L、a、b表示。几乎80%以上的应用行业都要求钛白粉有着良好的白度。钛白粉的杂质和粒子对白度有显著的影响。

  CIE(commission internationals de eclairage)是国际照明协会的简称CIE制定了L*,a*和b*值来测量色值,这种测量方法称为CIELAB。

  L*代表着明度,从明亮(此时L*=100)到黑暗(此时L*=0)之间变化。

  A*值表示颜色从绿色(-a*)到红色(+a*)之间变化,

  而b*值表示颜色从黄色(+b*)到蓝色(-b*)之间变化。

  钛白粉颗粒的形状、大小和粒度分布会对白度产生影响。

  钛白粉的颗粒形状要求外形轮廓光滑,不带棱角,因为带棱角的表面会减弱对光的反射。

  粒子大小应控制在0.2~0.4μm之间。即相当于可见光的波长范围(0.4~0.7μm)的一半,这样才能获得高的光散射能力,使其颜色显得更白。其粒径小于0.1μm时,晶体则是透明的;当粒径太大时,即使产品中含有少量(0.1%~2%)粒径为0.5μm以上的大粒子,就会降低颗粒对光的散射能力,就可能对颜料性能产生非常有害的影响。

  对于粒径分布,则要求均匀,分布带要狭窄。

  微量金属杂质离子会影响涂料白度

  杂质离子自带显色作用:铁、铬、钻、铈、铜、锰、钒、铅等杂质自带显色作用

  杂质离子,尤其是重金属离子的存在,可使钛白粉晶格曲线扭曲变形失去对称性而发生作用。金红石型钛白粉对杂质的影响更为敏感,如氧化铁在金红石型钛白粉中的含量大于0.003%时,就会呈现色彩,而在锐钛型钛白粉中的含量要大于0.009%才会发生色彩反应。

  总 评

  钛白粉在涂料中的应用非常重要,因此需要选择合适的钛白粉品种来设计涂料配方。只有选用适用的钛白粉,才能够提高生产的涂料产品的性能,还能够降低涂料的生产成本,对企业来说非常重要。