钛白粉

钛白粉

中文名称：钛白粉
英文名称: titanium dioxide
学名：二氧化钛，钛酐，氧化钛(IV)
化学式：TiO2
CAS号：13463-67-7
EINECS 号：236-675-5
分子量：79.9
外观与性状： 纯品为无色斜方晶体，工业品为白色至淡黄色结晶体
质量标准：
TiO2含量，%≥97
亮度，%≥95
消色力，≥100
105℃挥发物。%≤0.5
水悬浮物Ph6.0-8.0
吸油量，g/100g≤24
筛余物（0.045mm筛孔），%≤0.05
水萃取液电阻率，Ω.m≥60
金红石含量，%≥97
包装：25公斤多层纸袋（内层塑料袋），或1000公斤大型袋装。
物理特性：是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，
相对密度
在常用的白色颜料中，钛白粉的相对密度最小，同等质量的白色颜料中，钛白粉的表面积最大，颜料体积最高。
熔点和沸点
由于锐钛型在高温下会转变成金红石型，因此锐钛型钛白粉的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型钛白粉有熔点和沸点，金红石型钛白粉的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃，熔点与钛白粉的纯度有关。金红石型钛白粉的沸点为为(3200±300)℃，在此高温下钛白粉稍有挥发性。[1]
介电常数
由于钛白粉的介电常数较高，因此具有优良的电学性能。在测定钛白粉的某些物理性质时，要考虑钛白粉晶体的结晶方向。锐钛型钛白粉的介电常数比较低，只有48。
电导率
钛白粉具有半导体的性能，它的电导率随温度的上升而迅速增加，而且对缺氧也非常敏感。金红石型钛白粉的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件。
硬度
按莫氏硬度十分制标度，金红石型钛白粉为6～6.5，锐钛型钛白粉为5.5～6.0，因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型。
吸湿性
钛白粉虽有亲水性，但其吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。钛白粉的吸湿性与其表面积的大小有一定关系，表面积大，吸湿性高，还与表面处理与性质有关。
热稳定性
钛白粉属于热稳定性好的物质。
粒度
钛白粉粒度分布是一个综合性的指标，它严重影响钛白粉颜料性能和产品应用性能，因此，对于遮盖力和分散性的讨论可直接从粒度分布上进行分析。
影响钛白粉粒度分布的因素较为复杂，首先是水解原始粒径的大小，通过控制和调节水解工艺条件，使原始粒径在一定范围内。其次是煅烧温度，偏钛酸在煅烧的过程中，粒子经历一个晶型转化期和成长期，控制适宜的温度，使成长粒子在一定范围内。最后就是产品的粉碎，通常对雷蒙磨的改造和分析器转速的调节，控制粉碎质量，同时可以采用其它粉碎设备，例如：万能磨、气流粉碎机和锤磨装置。
晶体特性
钛白粉在自然界有三种结晶形态：金红石型、锐钛型和板钛型。板钛型属斜方晶系，是不稳定的晶型，在650℃以上即转化成金红石型，因此在工业上没有实用价值。锐钛型在常温下是稳定的，但在高温下要向金红石型转化。其转化强度视制造方法及煅烧过程中是否加有抑制或促进剂等条件有关。
一般认为在165℃以下几乎不进行晶型转化，超过730℃时转化得很快。金红石型是钛白粉最稳定的结晶形态，结构致密，与锐钛型相比有较高的硬度、密度、介电常数与折光率。金红石型和锐钛型都属于四方晶系，但具有不同的晶格，因而X射线图象也不同，锐钛型钛白粉的衍射角位于25.5°，金红石型的衍射角位于27.5°。金红石型的晶体细长，呈棱形，通常是孪晶；而锐钛型一般近似规则的八面体。
金红石型比起锐钛型来说，由于其单位晶格由两个钛白粉分子组成而锐钛型却是由四个钛白粉分子组成，故其单位晶格较小且紧密，所以具有较大的稳定性和相对密度，因此具有较高的折射率和介电常数及较低的热传导性。
钛白粉的三种同分异构体中只有金红石型最稳定，也只有金红石型可通过热转换获得。天然板钛矿在650℃以上即转换为金红石型，锐钛矿在915℃左右也能转变呈金红石型。

化学特性
钛白粉的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于氢氟酸。但在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。 这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。

性能特点
1.白度高，遮盖力强。
2.亲水、亲油产品它克服了一般钛白粉在各自的分散体系中不易分散、易沉淀等缺陷，显著改善了它的分散性和抗沉淀性，使您的产品更加稳定和满意。
3.耐候性强。
4.与化妆品其他原料配伍性好。
生产工艺

1.硫酸法（能生产锐钛型、金红石型钛白粉）
主要原料：钛精矿或酸溶性钛渣、硫酸
主要工艺：酸解、沉降、硫酸亚铁分离、水解、锻烧、后处理（湿磨、无机包膜、洗涤、干燥、气流粉碎、有机包膜）、包装；
2.氯化法（只能生产金红石型钛白粉）
主要原料：高钛渣（氯化渣）、氯气、氧气、镁
主要工艺：氯化、精制、氧化、后处理（湿磨、无机包膜、洗涤、干燥、气流粉碎、有机包膜）、包装；
3.盐酸法（能生产锐钛型、金红石型钛白粉；纳米级钛白粉）
主要原料：钛精矿或酸溶性钛渣、盐酸
主要工艺：浸取、还原、亚铁分离、一次萃取、二次萃取、锻烧、后处理（湿磨、无机包膜、洗涤、干燥、气流粉碎、有机包膜）、包装。

用途
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。其中涂料占60%，塑料占20%、造纸占14%，其它（含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域）占6%。
涂料行业：特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。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。
塑料行业：在塑料中加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、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。
造纸行业：作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸张中。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。
纺织和化学纤维行业：化纤用钛白粉主要作为消光剂。由于锐钛型比金红型软，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钛白粉的光化学作用，避免纤维在钛白粉光催化的作用下降解，需进行表面处理。
搪瓷行业：搪瓷级钛白粉具有纯度高、白度好、颜色鲜、粒径均匀、很强的折射率和较高消色力，具有很强的乳浊度和不透明性，使涂搪后涂层薄、光滑和耐酸性强，在搪瓷制造工艺中能与其他材料混合均匀、不结块、易于熔制等优点。
陶瓷行业也是钛白粉的重要应用领域，陶瓷级钛白粉具有纯度高、粒度均匀、折射率高，有优良的耐高温性，在1200度高温条件下保持1小时不变灰的特性。不透明度高、涂层薄、重量轻，广泛应用于陶瓷、建筑、装饰等材料。
高级油墨行业：钛白粉还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。


参考资料：http://wenku.baidu.com/link?url=7GQqALB7sBZMhCFnK8_7Ry-DjLl7eEon_mOG2OGbNQz4CsSWD10BRNLwsGbnOkUOLlulU9zeZCbmwaWkewcp2-gFcmhYaydyJ9_W1l0Wreu
http://www.cnpowdertech.com/2015/jsjzt_0413/11872.html
http://baike.baidu.com/link?url=4nTFj3RPmDNlX8sIMOJF0jqmRv_Wwuw_5YrW_UoHwSLG7yLMh-GbeS6pHemN4ubl2kP0TtpqDZl1kf1l3tTzqCdxWqxOppMOXLHEl3o9bTldWskh20Q2XuW0BeA5b9xi
http://wenku.baidu.com/link?url=kYF1eEIGEyTuNiXyLN7UCXagibF-m7t8WsEMd2NqmCWe6oRRM7qe6ooVQRjRCSN4IUiBEEOz--zQtoFF89jZzlTVLTEb1GQwLMu1_atELfy