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目前国内印刷设备越来越,许多设备已经和国际水平是同步的,机器之后印刷速度是成倍提高,而印刷速度越高,油墨的黏度调整就越低,而低黏度高浓度的油墨,正适合这一发展要求。白色油墨黏度的高低除了主树脂和助剂调整外,钛白粉的吸油量也是很关键的因素。在色浓度不变的情况下尽量调低吸油量,有利于高浓度低黏度油墨的配制。目前国外一些针对性的产品,吸油量不足15以下,国内相关的钛白粉约在20左右,差距还是比较大。
钛白粉的分类
按生产工艺路线分为:硫酸法钛白粉和氯化法钛白粉
硫酸法是使用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应,得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出二氧化钛。硫酸法既可以生产锐钛型二氧化钛,也可以生产金红石型二氧化钛。
氯化法是使用含钛的原料,以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛,经精馏提纯,然后在进行气相氧化;在速冷后,进过气固分离得到二氧化钛。
按结晶形态分为:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)
锐钛型二氧化钛百度好,但着色力仅为金红石型的70,在耐候性方面:加入锐钛型二氧化钛试片仅仅经过一年以后即开始龟裂或者碎片状剥落,而加入金红石型二氧化钛的试片,经过十年以后其外观只有很小变化。由于金红石型二氧化钛着色力及耐候性较佳,塑料着色使用金红石型二氧化钛为好。
按使用对象分为:颜料钛白粉和特殊钛白粉
颜料钛白粉是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。其他钛白粉包括涂料,塑料、造纸、含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等众多领域。
钛白粉的主要三大用途涂料
涂料是钛白粉的大用户。通常,钛白粉在涂料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的60%,它也是涂料中用量多的一种颜料(各类涂料中钛白含量占10%~35%)。与钛白粉应用有关的涂料有乳胶漆、卷材和印铁涂料、汽车漆、粉末涂料等。
塑料
塑料行业是第二大用户。通常钛白粉在塑料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的20%。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,使用寿命。
造纸
造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉,采用钛白粉的纸张,白度好、强度高、有、薄而光滑、印刷时不穿透,在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍,质量也能减轻15%~30%。
用钛白粉制得的瓷釉透明度强,具有质量小、抗冲击力强、机械性能好、色彩鲜艳、不易污染等特点。食品和医药用钛白粉为纯度很高、重金属含量低、遮盖力强的钛白粉。
复合钛白颜料、金红石钛白粉分别与水组成的悬浮体对各波长单色光的透过率与规律基本一致,对波长小于400nm的紫外光透过率均极低,随着入射光波长的增加,悬浮体的光透过率大幅度增加,至700nm已达40%以上。由于悬浮体透过率的差别可近似认为是固体物质本身的因素所导致,因此认为复合钛白颜料与金红石钛白粉相比,对紫外光均有很强的吸收屏蔽作用。
钛白粉制造方法:钛白粉制造方法也有两种:硫酸法和氯化法;
1、硫酸法:是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛,经水解生成偏钛酸,再经煅烧、粉碎即得到钛白粉产品。此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。硫酸法的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料,技术较成熟,设备简单,防腐蚀材料易解决。其缺点是流程长,只能以间歇操作为主,湿法操作,硫酸、水消耗高,废物及副产物多,对环境污染大;
2、氯化法:氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产四氯化钛,经高温氧化,再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。氯化法只能生产金红石型产品。氯化法优点是流程短,生产能力易扩大,连续自动化程度高,能耗相对低,“三废”少,能得到产品。其缺点是投资大,设备结构复杂,对材料要求高,要耐高温、耐腐蚀,装置难以维修,研究开发难度大;
替代品:为了解决价格高昂的成本,后来发明了立德粉,锻等产品,但是综合性能远不如钛白粉,只能部分替代钛白粉。
钛白粉的主要特性:物理特性
1、相对密度:在常用的白色颜料中,二氧化钛的相对密度小,同等质量的白色颜料中,二氧化钛的表面积大,颜料体积高;
2、熔点和沸点:由于锐钛型在高温下会转变成金红石型,因此锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点,金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃,熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃,在此高温下二氧化钛稍有挥发性;
3、介电常数:由于二氧化钛的介电常数较高,因此具有优良的电学性能。在测定二氧化钛的某些物理性质时,要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低,只有48;
4、电导率:二氧化钛具有半导体的性能,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。金红石型二氧化钛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;
5、硬度:按莫氏硬度十分制标度,金红石型二氧化钛为6~6.5,锐钛型二氧化钛为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;
6、吸湿性:二氧化钛虽有亲水性,但其吸湿性不太强,金红石型较锐钛型为小。二氧化钛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;
7、热稳定性:二氧化钛属于热稳定性好的物质;
8、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。