钛白粉产品知识培训稿.ppt

,钛白粉产品知识培目录,第一部分钛白粉概述第二部分产业现状和前景第三部分性能指标的概念和检测方法第四部分国内外常见型号的介绍第五部分我公司产品的竞争优势第六部分钛白粉应用性能介绍,第一部分钛白粉的概述,钛白简介白色颜料之王经济发展的晴雨表晶型分类国标分级金红石和锐钛区别两种生产工艺,简介,钛白粉，学名二氧化钛（TiO2），是一种白色无机颜料。它稳定的物化性质和优良的光电学性质决定了其优越的颜料性能，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，所以被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，号称“白色颜料之王”。,白色颜料之王,广泛应用在涂料、塑料、造纸、油墨、化纤、橡胶、化妆品等多个行业(其中涂料行业占58%、塑料行业占23%、造纸10%、其他9%）.因其具有其他白色颜料无可比拟的多种优良性能，以至于其面世后，很快就取代了传统的铅白（PbCO32Pb(OH)2既碱式碳酸铅，又称白铅粉）、锌白（ZnO），锌钡白(ZnSBaSO4,俗称立德粉)等白色颜料。,经济发展晴雨表,随着经济的发展和科技的进步，钛白粉的市场需求也将越来越大，很多国家以钛白粉的销量来衡量其经济发展水平，因此钛白粉有着极其宽广的发展和应用前景。,晶型分类,钛白粉在自然界中有三种结晶形态，锐钛型（Anatase）（简称A型）、金红石型（Rutail）（简称R型）和板钛型。板钛型在自然界中很稀有，属斜方晶系，是不稳定的晶型，在6500C左右即可转化为金红石型，因而没有工业价值。实际应用中只有锐钛型和金红石型。,3国标分级,钛白粉颜料的国家标准GB/T1706-2006钛白粉颜料共分两个类型(锐钛和金红石)，5个品种(A1，A2，R1，R2和R3)，其中：A1指未经无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，其TiO2含量不低于98%;A2指经过无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，其TiO2含量不低于92%;R1指TiO2含量不低于97%的金红石型钛白粉，通常不经过无机表面包膜处理或经过微量的无机包膜处理;R2指TiO2含量不低于90%的金红石型钛白粉，具有较理想的综合光学和应用性能，是用途最广的一类产品;R3指TiO2含量不低于80%的金红石型钛白粉，通常都经过高包覆量的Al2O3/SiO2包膜处理，具有高吸油量和低密度。,4重要知识点,金红石型和锐钛型为同一晶型，都属于四方晶系，但具有不同的晶格，因而X射线图像也不同。锐钛型衍射角位于25.5度，金红石型位于27.5度.金红石型在高能端（较短波长）吸收辐射能较锐钛型大，换句话说，对于金红石型钛白粉，在具有很强杀伤力的UV波长段内（350nm-400nm），它对紫外线的反射率要远远低于锐钛型钛白粉。在这种情况下，它对周围的成膜物、树脂等身上所要分担的紫外光线就要少得多，那么有机物的使用寿命就长，这就是通常所说的金红石型的耐候性要比锐钛型好的原因所在。金红石晶体结构致密，比较稳定，光学活性小，因而耐候性好，同时有较高的遮盖力，消色力，因而有更好的应用性能，获得更为广泛的应用。,金红石和锐钛的区别,1）晶型结构上的不同金红石型晶体细长，呈棱形晶体，通常是孪晶，而锐钛型一般为近似规则的八面体。2）在生产工艺上也略有不同-金红石多了层包膜结构，锐钛型没有包膜；回转窑内煅烧温度不同，金红石高于锐钛。,6生产工艺,钛白粉工业生产只有硫酸法和氯化法采用氯化法生产钛白粉工艺占钛白粉总产能60%以上。,硫酸法,原材料普通钛精矿酸溶性钛渣基本流程硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸，再进入转窑煅烧产出TiO2。工艺特点此工艺流程长、间歇式操作、自动化程度低。一般每生产1吨钛白粉，将产生8吨左右废酸，环保压力大，受到国家政策限制。,氯化法（沸腾氯化熔盐氯化）,原料高品位钛渣天然或合成金红石基本流程氯化法是以高钛渣、金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化后，经过气固分离得到TiO2。工艺特点此工艺流程短、连续性强，自动化程度高、产品杂质含量低、质量优异。与环境友好性优于硫酸法，属于国家政策鼓励支持项目。,硫酸法氯化法干粉白度9698吸油量19201718平均粒径0.20.250.170.19杂质含量（氧化铁）3060ppm10ppm,产品质量的差别,后处理,无论是硫酸法还是氯化法生产出来的半产品都不能直接使用，需要经过后处理，包括无机包膜和有机包膜等处理，产品牌号的区分大多数体现在后处理工艺上的区别，包括无机包膜的数量和种类以及有机包膜的种类上。,第二部分性能指标,1.常规指标含量白度吸油量挥发分筛余PH水溶物电阻率密度2.应用指标遮盖力消色力分散性耐候性,各指标的概念和测试方法简介,含量1.概念商品钛白粉中所含二氧化钛的含量2.测试方法氧化还原滴定法，利用铝片的强还原性，将四价钛还原为为三价钛。再用三价铁氧化三价钛为四价钛，过量的三价铁离子与硫氢酸根离子生成血红色络合物，根据此原理测定钛含量。3.一般含量金红石92%锐钛98%,金红石含量（转化率）1.概念指金红石晶型的二氧化钛占所有二氧化钛的百分比。2.测试方法x射线衍射法3.一般含量一般在98%以上,白度1.概念基于目视感知而判断反射物体所能显白的程度，术语称之为白度。钛白粉对可见光种不同波长的光波被吸收程度不同而形成。2.测试方法根据测试方法的不同,表示方法也不同。主要以相对白度和CIE色值表示。,相对白度,大都采用和标样进行比较测试相对白度。0.81.1ml亚麻仁油和2.0g钛白粉经平磨仪以50转/遍的速度磨四遍，后用湿膜制备器刮板目测比较标准样品和试样，结果以不低于，近似或低于表示。,CIE色值表示,CIE(CommissionInternationaledelEclairage)是国际照明协会的简称，该协会专门制定测量颜色的国际标准，对色值进行测定。CIE建立了一系列表示可见光谱的颜色空间标准。目前业界最常用的是CIELab色空间。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。,a,b图,举例北京康光光学仪器全自动色差计SC-80C可一次性读出L、a、b、甘茨白度Wg、蓝光白度Wr、亨特白度Wh、遮光指数Tw越负越黄，越正越蓝.黑色盖子调零,氧化镁白板校准调白）此种方法即可测干粉白度(玻璃板毛糙一面接触钛白粉,听到响声或转不动时为止),也可测着油白度(0.81.1ml哈尔滨油漆厂生产的景致亚麻仁油+2.00g钛白粉）,3.影响白度的主要因素,1.良好的粒径分布是产品白度色相稳定的基本条件。它包括两个方面：1)、适中的粒度大小一般情况下，颜料颗粒的直径为可见光的波长的一半时，可以达到最好的白度，即0.15-0.35m；2)、集中的粒度范围颜料颗粒直径的分布范围要小。表示在图像上就是要窄。图像待画,越窄,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。1）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。2）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。,3）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。2.杂质粒子的存在对白度影响也很大，主要是三价铁。,遮盖力1.概念又称为不透明度，是指当一件物体涂以某种涂料时，涂料中的颜料能够遮盖被涂物体表面的底色，使底色不能再透过涂料而显露出来的能力，即涂料完全遮蔽底材的能力。2.检验方法A黑白格刷漆测试一般锐钛型（A）30g/m2金红石型（R）25g/m2B黑白板测对比率-涂布器黑板反射率/白板反射率,具体操作100g玻璃珠置于玻璃瓶中（玻璃珠不应超过玻璃瓶一半容积），称取37克醇酸树脂，15ml油漆溶剂油，加入玻璃瓶，是玻璃珠润湿，然后加入12g钛白粉，用调刀小心搅拌使颜料润湿，用塑料薄膜做衬垫，已使瓶内物料与盖分离，盖要拧紧；在快手震荡试验机上震荡40分钟，加入适量催干剂，搅匀，水平放置进行干燥，时间48168小时，将干燥后的涂膜以反射率测定仪分别测黑板上下左右4个点的反射率，求平均值的比值,消色力1.概念指一种颜料与另一种颜色的颜料混合后，能使得到的混合物显示本身颜色的能力。2.测试一般是同标样比较（刮板）或用雷诺数表示。1）标样比较采用蓝浆消蓝（群青调配，颜料是最古老和最鲜艳的蓝色颜料，Na6Al4Si6S4H20，一种色泽鲜艳的蓝色粉末无机颜料）（5g蓝浆+0.1g二氧化钛样品，取不同质量的标准样品作对比，选出与标准样品消色效果相当的一组，此组标准样品的质量/0.1既得所测样品的相对消色力，25转*4）2）雷诺指数测试用的炭黑，消黑。,3.一般消色力数值用标样比较时，相对消色力要求100，好产品110；用雷诺数表示时，一般R1700，好产品在1900左右。.消色力是侧面反映遮盖力的高低；消色力的高低，会影响到肉眼对色相的判断；对消色力的判断，相对消色力受底相影响较大；中高PVC涂料配方中，填料(体质颜料，主要是钡、钙、镁、或铝的盐类，硅或铝的氧化物，或从前两类物质衍生.由于涂料是以重量销售，硫酸钡因其较高的相对密度而成为一种常用的体质颜料)用量较大，细粒径填料使二氧化钛分布更均匀；大粒径填料使二氧化钛聚集，降低了二氧化钛的遮盖力。,吸油量1.概念100g颜料在达到完全润湿时所需要的最低用油量。2.测试方法将试样置于平板上，用滴定管滴加精制亚麻仁油，每次滴加量不超过10d，加完后用调刀压延，使油渗入受试样品，继续以此速度滴加至油和样品成团状，从此时起，每加一滴后需用调刀充分研磨，当行成稠度均匀的膏状物，恰好不裂不碎，又能黏附在平板上时，即为终点。,3.一般吸油量一般要求金红石1720，锐钛204.溶剂涂料和粉末涂料、橡胶、油墨等要求吸油量低，（吸油量高，黏度高，对粉末涂料的流平性不好）高PVC的涂料比较喜欢高吸油量的产品；吸油量的高低会影响到在同样的使用量下，使用体系的黏度；吸油量会影响到在油性介质里的分散性。,挥发份1.概念在105Oc下烘干24h后产品中可以挥发掉的成分，主要是水分。2.测试方法：用烧杯称取10g二氧化钛，放入105度的烘箱中烘1小时、取出冷却至室温称量至恒重，再烘0.5小时取出冷却至室温称量至恒重。前后质量差/钛白粉质量*1003.一般数值一般要求0.5%,较多的挥发份可以导致产品在储存过程中团聚、结块，颜料指标下降；较多的挥发分可以导致产品在高温（塑料、型材、色母粒等）使用时产生气孔、起泡等现象；挥发分高会导致使塑料制品，尤其是吹膜、拉膜制品表面形成孔洞。,水溶性盐（水溶物）1.概念：产品中含有可以溶于水的成分的含量。2.测试方法蒸发烘干法10g钛白粉（蒸发皿）+蒸馏水-蒸发-烘干-冷却-称重3.一般要求0.5%。因产品中存在水溶性盐，导致产品具有一定的电阻率。水溶性盐含量越高，钛白粉的电阻率越小。,细度(45um)-筛余1.概念：指的是经45um（320mu）的筛子筛分后的剩余量。2.测试方法：10g钛白粉-325mu标准筛（浙江上虞市标准筛）-自来水冲洗，软毛刷轻刷-至筛子下面流出清水为止-105度烘干至恒重。3.一般数值要求一般0.1%，好的产品0.01%.,分散性1.概念指颜料在介质中的分散能力。2.测试方法红磨指数5.0黑格曼数7.0,具体操作,称取12g玻璃珠，置于玻璃瓶中，玻璃珠应不超过瓶的一般容量。称取26.4g稀释过的醇酸树脂，加入玻璃瓶，使玻璃珠润湿，然后加入17.6g钛白粉，用调刀小心搅拌使颜料润湿，装完物料后，用塑料薄膜做衬底，使瓶内物料与盖分离，在快手震荡试验机上震荡10min后测定细度。,用用绸布檫干刮板细度计，放在平坦不易滑动的平面上，将足够量的漆浆滴入沟槽的深端，并使样品略有溢出，注意样品不得带有气泡。将刮刀垂直压于细度计的表面，在12秒内使刮刀以均匀的速度由深向浅刮过，3秒后的时间内观察样品首先出现密集颗粒之处，特别是3mm宽的条带内包含有510个颗粒的位置，确定此条带上线位置即读数，平行测定三次求平均值。,耐候性,钛白粉在日光暴晒下抗变色、失光和粉化的能力；金红石型耐候性好，这是原子结构决定的；包膜产品比不包膜产品耐候性要高很多。,第四部分常见型号的分析,国外:杜邦902、706、960；美礼联595、121（沙特）；科美基828、826；亨兹曼（Huntsmans）TR81/92/52/28/88；康诺斯（Kronos）2310；日本石原930、980、CR-57国内:河南佰利联BLR-699（锆铝包膜）、BLR-601（硅铝薄膜）、BLR-501(金红石粗品)；四川龙莽R996（锆铝包膜）、R-108（塑料专用）；淄博东佳SR236、SR237（硅铝包膜）、SR-2377（锆铝包膜）、SR-240（色母或其它塑料制品）、SR-2400（型材）、SR-9000（油墨和高档涂料）；济南裕兴R818（塑料色母和型材）、R-838（涂料）；四川攀钢PTA120、R248（常用于塑料）、R244、R258（常用于涂料）；辽宁锦州CR501（水性）、CR-510（油性）、CR-200（型材和色母）、CR-300（造纸）；南京南南NR940；镇江钛白ZR940（硅铝薄膜）、ZR-969（锆铝包膜）；武汉方圆BA01-01、R-767；安徽安纳达R312、R-315（油墨专用）；无锡豪普RM-1、R2196；中核华原215；株化ZR616/610;天友TYR232、TYR-231（粗品）；枣庄天元化工、鲁北钛业等,第五部分应用简介,钛白粉在涂料工业中的应用,一涂料基础知识介绍二涂料的生产工艺三钛白粉在涂料行业的着眼点四涂料对钛白粉特性的要求五涂料配方设计中钛白粉品种的选择,1、涂料定义涂料是一种涂覆于物体表面能形成具有保护装饰或其它特殊作用固体涂膜的一类液体或固体材料的总称。2、涂料的分类和组成涂料的分类方法很多，按其有无颜料可分为清漆和色漆；按其形态可分为水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固分涂料、无溶剂涂料等；按用途可分为建筑涂料、汽车涂料、木器涂料等；按其施工方法可分为喷漆、浸漆、烘漆、电泳漆等；按其施工工序可分为底漆、腻子、二道漆、面漆、罩光漆等；按其作用效果可分为绝缘漆、防锈漆、防腐漆等。涂料的组成主要是由成膜物质、有机溶剂或水、颜料和填料及助剂等组成。,一、涂料基础知识介绍,二、涂料生产的基本工艺,乳胶漆生产工艺：工业涂料生产工艺：粉末涂料生产工艺：,水+助剂+颜、填料,乳液+助剂+水或增稠剂,混合罐,高速分散,混合罐,低速分散,过滤,产品,树脂+助剂+颜、填料,混合罐,高速分散,砂磨机,混合罐,过滤,产品,色浆+助剂+溶剂,树脂+助剂+颜、填料,预混,挤出机,压片机,切片机,粉碎机,产品,三、涂料配方设计中选择钛白粉的着眼点,1、颜色因素2、遮盖力因素3、分散性因素4、消色力因素5、吸油量因素6、化学组成因素7、耐光、耐候性因素8、光泽度因素9、挥发份因素10、电阻率因素,四、涂料对钛白粉特性的要求,五、涂料配方设计中钛白粉品种的选择,在涂料配方设计中，钛白粉用量在原料成本中占很大比例，而TiO2产品种类繁多，所有的产品都是为某些性能设计的，具有不同的产品特征。不同类型涂料产品要选择不同特征的钛白粉作为颜料才能使其具有优异产品性能。钛白粉主要有以下几个性能特征的产品：1、通用级产品：在国内较为常用国外品牌产品有杜邦R902、R706、美礼联RCL595、RCL575、科美基CR828、CR822、石原R930、R980、克朗诺斯2310等。2、高耐候产品：在国内较为常用国外品牌产品有杜邦R960、美礼联RCL696、科美基CR826等。3、高遮盖力产品：在国内较为常用国外品牌产品有杜邦R104、R900,美礼联RCL69,石原CR50、CR57、CR60-2等。4、高耐候高干遮盖力产品：在国内较为常用国外品牌产品有杜邦R931、石原R780、克朗诺斯2044等。在涂料配方中，除选择合适的钛白粉外，另一个关键问题是如何确定钛白粉的最佳使用量。这取决于涂料遮盖力的要求，但也受到其他因素如PVC、润湿分散性、涂膜厚度、涂料固含量和其他颜料存在的影响。,钛白粉在塑料PVC型材中的应用,一PVC塑料简介二生产流程三钛白粉在塑料行材上的应用四塑料行业对二氧化钛的评价方法,一、PVC塑料简介,PVC是五大热塑性合成树脂之一，也是热敏性和多组分塑料，其产量仅次于PE，居第二位。PVC约占世界合成树脂总消费量的30。PVC塑料是以PVC树脂位基材，添加各种助剂的一类塑料，经过不同的成塑方法制成制品的泛称。PVC塑料按照成塑方法分为：压延制品；注射制品；挤出制品；中空成型制品；吹塑制品按照制品硬度分类位：软制品；半硬制品；硬制品按照产品形状可分为：板；片；膜；棒；管；线；异型材等等。产品的成型方法与产品的外观形态均取决于产品的性质，用途及技术指标。PVC塑料的助剂按作用分为稳定剂（热稳定剂、光稳定剂）、增塑剂、增强剂、加工改良剂、润滑剂、着色剂、填充剂、阻燃剂、抗静电剂,二、塑料型材的生产工艺,PVC+颜填料+助剂,热混合机,冷混合机,挤出机,冷却,产品,三、TiO2在PVC塑料中的应用和常用钛白粉的牌号,金红石型TiO2极稳定的化学性质，符合作为PVC塑料白色颜料的基本要求，同时也可作为PVC塑料的光屏蔽剂。对硬PVC塑料用TiO2，以户外用硬PVC门窗异型材所用金红石型TiO2为例，还要考虑TiO2对加工性能，耐热性能，耐候性等的影响。高档的PVC塑料制品中以白色为主，所用白色颜料均为金红石型TiO2，国外在这些制品比如门窗用异型材中加入610份TiO2，使TiO2能够有效地抵御紫外线PVC基材的破坏，PVC商品寿命已达40余年且还在继续正常使用。国内门窗塑料为成本价格所限，一般TiO2加入量仅为46份，由于TiO2在PVC塑料中的“浓度”小，不能有效地屏蔽紫外线，使PVC基材的耐候性差，使用寿命大大缩短，更有不自律企业用锐钛型TiO2生产门窗型材，这种型材制成门窗用不了12年，使用功能就会丧失殆尽。常用国外PVC型材专用钛白粉品牌有杜邦R105、R960，美礼联公司RCL-696，克朗诺斯公司2220、2222。,四、PVC塑料-评价TiO2的方法,1.热老化性能不同TiO2在PVC混合料变成PVC塑料的常温常压的成塑过程中是否不影响其它组成或不被其它组成影响？加工成型试样作动态热老化和静态热老化过程颜色变化，如热-化不合格，以下的项目均无实验的必要。2.加工性能TiO2在PVC材料挤出成塑过程中对工艺参数的影响。3.物理力学性能及焊接性TiO2对PVC塑料物理力学性能，焊接性能的影响。4.耐候性该指标是TiO2关键的特性，须在上述各种性能符合使用条件后，测试此项。如此项不合格，其余项目均合格也不能使用。,钛白粉在塑料色母粒中的应用,一、塑料色母粒的定义和优点,色母粒（ColorMasterBatch）是指颜料按20%-80%比例经研磨或双螺杆挤出均匀地分散到树脂中而制得的颜色颗粒，美国称之为颜料浓缩物或颜料制备物。它具有着色效果优越、便于自动计量和运输、节约能源、无粉尘、无污染等优点，在塑料等材料的着色中应用普遍。,二、塑料色母粒生产工艺（干法）,载体+颜料+助剂,预混合,挤出机,冷却,切粒,产品,三、塑料色母粒用钛白粉要求指标和常用国外品牌,白度遮盖力分散性加工性常用国外色母粒专用钛白粉品牌：杜邦公司R101、R102、R103、R104、R350美礼联公司RCL-188、RCL-69亨兹曼公司TR28克朗诺斯2430、2073,钛白在造纸工业中的应用,一、钛白粉在造纸中的作用及主要应用领域,1、钛白在造纸中的作用由于钛白粉具有高折射率（遮盖性）、高白度（印刷性）、耐侯性好（光稳定性）、粒径小和粒径分布均匀（加填效率）等特点，因此在造纸领域中作为特种填料或顔料使用。2、使用钛白粉的主要纸张品种装饰原纸又称钛白纸复合板用纸纸基装饰板用纸圣经纸,二、装饰原纸的生产工艺,钛白粉+助剂,木浆,预分散,搅拌机,造纸机,上网过滤,压榨,烘干,产品,1、装饰纸用钛白粉关键性能高遮盖性（金红石型为主）光稳定性（耐侯、耐光性好）水分散性优异（调整表面电荷、Z-电位，尽可能少的粒子团聚）粒径与粒径分布（填料留着率高）L、a*、b*值（L值尽量高，同时控制产品色相和色差）2、钛白粉在装饰纸中的用量装饰纸组成：化学纤维浆、TiO2、填料、颜料、化学助剂纯白装饰纸：40%彩色装饰纸：20%3、常用国外造纸专用钛白粉品牌：行业选择的钛白粉杜邦R794、R796+、RPDLOT2科美基R820克朗诺斯2800,三、钛白粉在造纸中的关注的指标,钛白在油墨工业中的应用,1、钛白粉在油墨中的作用钛白粉在油墨中的作用与在涂料中相同，主要作为颜料或填料。在各种类型油墨的制造中，钛白粉在油墨的配制中不仅应用范围