2022年钛白粉的性质和用途性能资料总结 .pdf

钛性质和应用. 1产业方向 . 2了解钛白粉的用途（纳米） . 31 前言 . 32 纳米 TiO 2 粉体的制备 . 43 纳米 TiO 2 的应用 . . 44 结论 . 5钛白粉是提高聚酯环氧粉末涂料品质一环. . 6钛白粉的关键特性有哪些 . 7钛性质和应用钛具有银白色金属光泽，从外观看略似钢，它熔点高(1 725 )，密度小(4.5g/cm3) ，机械强度高， 容易加工成形。 钛比铁强韧得多， 比重却只有铁的一半多一点，而且不会生锈; 钛比铝重不到两倍，强度比铝大三倍，而且耐热性能远优于铝。在航空工业中钛用以制造现代超音速飞机，其飞行速度和高度都超过一般的飞机，钛也用于制造喷气发动机零件( 压缩机上的叶轮、 涡轮叶片、 转子等) 。在火箭、导弹和宇航工业中，钛主要用作压力容器、燃料贮箱、火箭发动机壳体、火箭喷嘴套筒、人造卫星外壳、宇宙飞船船舱等。( 由于钦的密度小，使火箭、导弹、宇宙飞船等重量减轻，降低了制造费用)。对钛来说， 最重要、最稳定的化合物是四价的; 但是， 钛相当容易形成三价和二价的化合物。衍生的一价钛化合物大都是不稳定的。钛在含氧环境中易形成一层薄而坚固的氧化物薄膜，这种薄膜能耐氧化溶液和氯化物溶液的浸蚀， 因而使钛具有优异的耐腐蚀性能，钛抗海水腐蚀的能力比其他所有金属都好， 无论是在静止的或高速流动的海水中钛都具有特殊的稳定性。因此，钛是海水淡化装置的理想材料。钛也是造船工业的理想结构材料，用钛制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 造的轮船， 银光闪闪，用不着涂漆， 在海水中船行几年也不会生锈。用钛制的军舰、潜水艇没有磁性，不会被磁性水雷发现和跟踪，而且能抗深水压力。钛与各种浓度的硝酸、稀硫酸，各种弱减的作用非常缓慢，在化学工业中，可用以制造各种化工设备如热交换器、泵、反应器、加热器等。 例如在化肥工业中， 目前国外已使用钛材来制造尿素生产中的合成塔、反应器、搅拌器、换热器、分离器和压缩机等设备。产业方向涂料工业是钛白粉的第一大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。随着中国汽车工业和建筑业发展，涂料工业不仅从数量上需要更多的钛白粉，而且对品种和质量也有更高的要求。用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的物理稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹， 防止紫外线和水分透过， 延长漆膜寿命。塑料工业是钛白粉的第二大用户。在塑料中加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。造纸工业是钛白粉第三大用户。钛白粉作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸中。在纸张中加入钛白粉，可使纸张具有较好的白度，光泽好，强度高，薄而光滑， 印刷时不穿透， 质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉， 可以起到荧光增白剂的作用，增加纸张的白度。 但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉，以满足耐光、耐热的要求。钛白粉是高级油墨中不可缺少的白色颜料。含有钛白粉的油墨耐久不变色，表面润湿性好，易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型，也有锐钛型。  纺织和化学纤维行业是钛白粉的另一个重要应用领域。化纤用钛白粉主要作为消光剂。 因锐钛型比金红石型软， 因此一般使用锐钛型。 化纤用钛白粉一般不需表面处理， 但某些特殊品种为了降低二氧化钛的光化学作用，避免纤维在二氧化钛光催化的作用下降解，需进行表面处理。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 钛白粉在橡胶工业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，且伸展率大及耐酸碱。 橡胶用钛白粉， 主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、 手套、运动器材等， 一般以锐钛型为主。 但用于汽车轮胎生产时，常加入一定量的金红石型产品，以增强其抗臭氧和抗紫外线能力。钛白粉在化妆品、食品和医药方面的应用也日趋广泛。由于钛白粉无毒，远比铅白优越， 所以各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5-8%的钛白粉就可以得到永久白色， 使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用钛白粉。在食品和医药使用钛白粉也是利用了它的无毒和高遮盖力等特点。用钛白粉制得的瓷釉透明度强，具有质量轻、 抗冲击力强、 机械性能好、 色彩鲜艳、不易污染等特点。因此，钛白粉在陶瓷、搪瓷中也有相当多的使用。另外，在电焊条、玻壳及电子方面也有应用。了解钛白粉的用途（纳米）钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、 塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。中国目前已经是继美国后第二大的钛白粉消耗国，而且增长势头迅猛，潜力也非常大。1 前言纳米材料是一种新兴材料，一般是指粒径小于 100 nm 的超微颗粒。这种超微颗粒具有表面积大， 表面活性高， 良好的催化特性， 它既具有金属又具有非金属的特异性能。随着现代科学技术的迅速发展，纳米材料的应用也越来越广泛，对其要求也越来越高。 就纳米二氧化钛而言， 由于它具有极大的体积效应、表面效应、光学特性、颜色效应，故在光、电及催化等方面显示出其特殊性质，所以它作为一种新型材料，其应用领域日益广泛。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 2 纳米TiO 2 粉体的制备由于纳米 TiO 2 具有许多优异性能，其用途相当广泛，因而其制备受到国内外的极大关注。目前制备纳米 TiO 2 粉体的方法主要有两大类：物理法和化学法。2.1 物理法制备纳米 TiO 2 粉体的物理法主要有溅射，热蒸发法及激光蒸发法。物理法制备纳米粒子是最早的方法，它的优点是设备相对来说比较简单，易于操作和易于对粒子进行分析，能制备高纯粒子，还可制备薄膜和涂层。它的产量较大，但成本较高。3 纳米TiO 2 的应用由于纳米超微粒子具有特殊性能， 这就决定了它在各个领域中具有广阔的应用前景。3.1 在化学工业中的利用催化是纳米超微粒子应用的重要领域之一。利用纳米超微粒子的高比表面积与高活性可以显著地提高催化效率，国际上已作为第四代催化剂进行研究和开发。纳米 TiO 2 具有很高的化学活性，良好的耐热性和耐化学腐蚀性，可用作性能优良的催化剂、催化剂载体和吸收剂。如纳米 TiO 2 在催化 H 2 S 除去 S 时，显示出相当高的催化活性。此外，纳米 SiO 2 和 TiO 2 的无机或有机复合材料具有特殊功能，这些纳米材料正在开发中。3.2 在电子工业产品中的应用纳米 TiO 2 是许多电子材料的重要组成部分，可用于制作纳米敏感材料及纳米陶瓷功能材料。 由于纳米粒子尺寸小， 比表面积大，表面活性高， 所以适合作气敏材料，如有纳米 TiO 2 可制成灵敏度很高的气敏元件。同时，由于纳米相陶瓷一次成型塑性形变是可以实现的，人们利用纳米 TiO 2 一次成型形变制成了纳米 TiO 2 陶瓷，这种陶瓷具有超细晶粒尺寸并保持它们的特性。3.3 在环保方面的应用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 纳米 TiO 2 粒子的光催化作用在环保方面有广阔的用途。国内外有许多文献报道了这方面的进展。 英国伦敦和安大略核子技术环境公司，开发了一种新颖的常温光催化技术， 采用人工光和纳米二氧化钛催化剂，可将工业废液和污染地下水中的多氯联苯类化合物分解。当污染水通过二氧化钛涂层网络时，只要受到低计量紫外光的照射， 便会发生反应， 生成活性极强的氢氧自由基，迅速将有机毒物分解为二氧化碳和水。此外，利用纳米 TiO 2 材料作为光催化剂还可催化降解纺织印染业和照相业排出的染料污染物。随着社会经济的发展，人们越来越重视生活质量和健康水平的提高。抗菌、防腐、除味、净化空气、优化环境将成为人们的追求。当前全球面临着严重的环境污染，纳米 TiO 2 作为而久的光催化剂已被应用在除了水和空气净化之外的各种环境方面的问题。有关资料表明，纳米 TiO 2 对于破坏微观的细菌和气味是有用的。另外还可以使癌细胞失活，对臭味进行控制，对于氮的固化和对于清除油的污染都是十分有效的。3.4 在化妆品工业中的应用纳米 TiO 2 具有优异的紫外线屏蔽性， 再加上它的透明性 ( 不会在皮肤上残留白色，能厚涂抹 )和无毒 ( 不会刺激皮肤引起发炎 ) 等特点，至今已成为防晒化妆品的理想原料。据行业报道，在日本每年已有一定量的纳米 TiO 2 作为防晒剂、化妆品底和口红等产品的添加原料。3.5 在医药卫生和食品加工领域的应用纳米结构不仅坚固， 而且具有自身对抗外界不纯物质的能力，不易与外界不纯物质结合。 同时，纳米级微粒或有机小分子将更有利于人体吸收，能提高药物的效能。因此纳米 TiO 2 在健康卫生及食品工业有广阔的应用前景。有资料报道，已开发出具有抗菌和净化性能的 TiO 2 薄膜陶瓷。另外，纳米 TiO 2 已应用在食品工业中，如作乐百氏奶的添加剂。此外，纳米 TiO 2 在塑料、涂料等工业也有广泛应用，可用作塑料填料、高级油漆、涂料的原料。4 结论纳米材料是当今新材料研究中最富有活力的，对未来社会经济发展有着十分重要影响的研究领域。纳米 TiO 2 作为其中重要的一员，近年来一直是国内外竞相研究开发的热门课题， 其制法日趋完善， 其应用领域日益扩大， 但在超微颗名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 粒的制备过程中， 粒子的团聚是需要解决的一大难题。目前，对用湿化学法制备氧化物超微粉体过程中团聚体形成的机理及其团聚状态的控制已有许多报道，这方面的研究已取得一定进展。就纳米 TiO 2 的制备而言，其沉淀、干燥、煅烧等过程都有可能产生团聚， 因此，要实现对粉末团聚状态的控制，就必须对粉末制备的全过程进行控制，从而获得分散性好、性能优良的纳米 TiO 2 粉体。钛白粉是提高聚酯环氧粉末涂料品质一环在进细节竞争的粉末涂料业， 对颜料对涂料的影响已被纳入企业的考察环节。在聚酯环氧粉末涂料品质提高的过程中，就高度钛白粉的研究放在重要位置，因为大家认识到钛白粉已成为提高聚酯环氧粉末涂料品质量一环。在众多粉末涂料产品之中， 聚酯环氧粉末涂料以其出色性能成为我国最主要的产品之一。 由聚酯树脂、 环氧树脂、颜填料和助剂等组成。 据中国环氧树脂行业协会专家介绍，聚酯环氧粉末涂料的颜料主要包括各种钛白粉、中铬黄、铁绿、铁红、铁黄、耐晒黄G 、酞菁绿、酞菁蓝BGS 、大红 BBN 、艳红、永固红 F3RK 、永固红 F5RK炭黑等品种。其中白粉是白色聚酯环氧粉末涂料常用的白色颜料。在按照常用的白色聚酯环氧粉末涂料配方，对不同类型的钛白粉A0101、R940、R902 、R244 、R930 、R706 进行比较试验后，可发现不同型号钛白粉对白色聚酯环氧粉末涂料的影响。不同类型的钛白粉， 由于制造工艺、 晶型和表面处理方法不同， 其化学成分和性质不同， 对聚酯环氧粉末涂料的化学反应活性和分散性影响也不同，对粉末涂料的胶化时间和熔融水平流动性有明显的影响，对涂膜的流动性、 光泽、色差和耐冲击性也有影响。数据表明，锐钛型钛白粉(A0101)配制的粉末涂料比金红石型(R 型) 钛白粉配制的粉末涂料，活性大、胶化时间短、熔融水平流动性小、涂膜平整性差、光泽低。金红石型钛白粉之间的技术指标也有明显的差别。因此根据粉末涂料性能的要求，选择能够满足粉末涂料和涂膜性能要求的钛白粉品种是很重要的。 研究表明消光聚酯环氧树脂粉末涂料中，锐钛型钛白粉名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 比金红石型钛白粉更易使涂膜变色或泛黄，因此这种涂料体系最好使用金红石型钛白粉。钛白粉的关键特性有哪些钛白粉是最重要的白色颜料，占全部白色颜料使用量的80% 。它的真实粒径约在 0.20 至 0.30 微米之间，这区间正好为光波长的一半( 光波长大约为 0.55微米。从理论上讲， 金红石型钛白粉的粒径大小在大约0.2 微米的时候， 所有波长的光散射为最大值。 当增加到 0.5 微米的时候， 蓝光的散射急速下降， 但是绿光和红光的散射相对没有变化; 然而，在 0.15 微米的时候， 蓝光散射的直径为最大，而红光和绿光则显著下降。 所以钛白粉能最大程度地散射可见光，从而当其应用于涂料的时候能够表现出洁白、明亮以及不透明的品性。遮盖力和着色力遮盖力和着色力是用来描述白色颜料的光散色效率的两种光学性能。遮盖力衡量钛白粉增强白色漆膜不透明性的能力; 而着色力则描述其增加有色涂料颜色的白度和亮度的能力。着色力测试是指当某白色漆料的反射率被特定的一彩色颜料调到50% 时，钛白粉光散射能力相对于彩色颜料光吸收能力的贡献。耐候性耐候性是用于描述有色涂料的外观和功能价值所发生各种变化的术语。它涵盖全面的外部使用能力， 比如颜色和光泽的保有率、 粉化、粘结性和漆膜的完整性。抗粉化性是衡量钛白粉耐候性的关键指标。金红石型钛白粉能有效地吸收更多的紫外线，并将其转化成相对无害的热能，从而能保护涂膜的有机成分不受紫外线直接照射而发生的光老化降解，因此同锐钛型钛白粉相比具有更强的抗粉化性。采用特殊材料及方法包覆， 可使钛白粉具备优异的耐候性。分散性通常粉体粒径小于0.5 微米时，粒子间会形成较大的二次自聚体。单纯地把钛白粉搅人涂料中并不足以克服粒子吸引力去阻止二次自聚体的崩解。我们须采名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 用适当的方法 ( 包膜等 )使钛白粉粒子问不形成较大二次自聚体，这些二次自聚体的存在往往影响涂料的终端使用性能。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -