钛白粉质量分析及对物理消光剂粉末的影响

谢品雄

摘  要：

在钛白粉生产成本日益增加的压力下，传统的钛白粉生产工艺和配方都发生了改变。以致在粉末涂料实际生产中，对物理消光剂粉末光泽影响不大的钛白粉，现在对光泽的干扰越来越大，被受广大工程人员的关注。通过对钛白粉的质量指标分析，探讨了钛白粉的真假鉴别方法，以及钛白粉对物理消光剂粉末光泽的影响因素。

1、前言

钛白粉的制造有两种生产工艺：硫酸法和氯化法。金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉均可由任何一种工艺来生产。

硫酸法是将含钛的矿砂溶于硫酸中，产生钛的溶液及钛和其他金属的硫酸盐。然后经过一连串的步骤，包括化学还原、纯化、沉淀、洗涤、燃烧。再得到二化钛中间体。国内大部分钛白粉厂采用这种工艺生产，容易污染环境氯化法包括两个高温无水蒸汽相反应。钛矿和氯气在还原条件下发生反应，生成四氯化钛和金属氯化物杂质，杂质清除后。将高纯度的四氯化钛在高温下氧化，生成非常光亮的二氧化钛中间体。这种工艺能生产高质量产品，且环境友好，但成本相对要高。

中间体都是颜料粒子的成簇二氧化钛晶体，这种成簇粒子必须加以分散(研磨)，以及各种湿加工方法来改良二氧化钛。包括硅、铝或锌的水合氧化物在颜料粒子表面上包膜。还可以使用个别的水合氧化物处理法或不同处理法的组合，以获得特殊用途上的最佳性能。

制造钛白粉的重要问题是钛矿的供应，虽然钛的蕴藏量列在前十名元素之中，但它在自然界中却以低浓度广泛地分布，需要提高采矿和矿物加工操作的效率，以满足制造钛白粉的经济要求。

人们对绿色环保的意识不断提高，以及自然资源保护的不断完善，使钛白粉行业在生产工艺的污染治理和钛矿采购方面压力日益增大。制造费用比以前明显攀升。

然而，在国内经济形势不容乐观的情况下，钛白粉下游主要市场（房地产、大型工业项目等）萎缩，造成钛白粉需求量持续下降，并导致价格呈现单边下跌势；国际需求回暖得益钛白粉出口有一定增长，但仍难以改变供应过剩现实。

所以，在国内市场打起了价格战。从2013 年的价格来看，金红石钛白粉的价格从年初的17000-18000元/吨，直线降到年底13000-14000元/吨，降幅达24%，甚至不少企业成交价低于13000元/吨；锐钛型钛白粉也从14500元/吨左右降至11000-12000元/吨，降价幅度达18%。钛白行业的销售面临巨大的竞争压力。

在制造费用和市场竞争因素的影响下，钛白粉生产厂家为了生存，必须想办法降低产品的出厂成本。然而，工人的工资福利原则上是慢慢提高而不是慢慢降低的，自然生产成本的降低主要依靠技术革新来实现。

由于技术和工艺的调整,钛白粉包膜处理工艺、包膜原料及添加剂的用量都发生了变化。不知不觉中，对涂料成膜反应有催化作用物质的渗入，使原本对物理消光剂粉末涂料光泽影响不大的钛白粉，如今，也有了较大影响。

不同厂家、型号的钛白粉对物理消光剂粉末涂料光泽影响差别很大。对于我们粉末工程师来说，选择钛白粉的厂家、型号，直至到批次。就成了物理消光剂粉末涂料配方设计的考虑因素之一。另外，甚至有些不法厂家或贸易商家造假，往钛白粉中渗入部分填充料，或者往金红石型钛白粉里渗入部分锐钛型钛白粉再出售，蒙骗消费者。

2、钛白粉的质量分析

我国GB/T1706-2006《二氧化钛颜料》是采用国际标准ISO591-1：2000《色漆用二氧化钛颜料第一部分:规格和试验方法》修改的，是钛白粉的技术要求、试验方法、检验规则的方向标。其控制的主要指标有：TiO2质量份数、105℃挥发物的质量份数、水溶物的质量份数、筛余物（45μm）的质量份数、颜色、散射力、吸油量、萃取液电阻率等。

各行业的应用特点不同，对钛白粉的要求也不完全一样，检验方法也会有所区别。

2.1 粉末涂料行业对钛白粉的要求

钛白粉在粉末涂料的应用中，主要用于着色，做白色用量大时还起到骨架支撑作用。粉末涂料行业根据自身的工艺特点，对钛白粉的质量控制指标主要包括：颜色、挥发份、吸油量、300目（48μm）筛余物、粒径分布、遮盖力、耐热性、耐候性、晶体结构、成份等。

2.1.1 颜色

钛白粉作为装饰调色而使用，依据减色法理论，颜色当然是白度越高越好。当含有黑色或其它杂色色调时，容易变灰，白度下降。混入杂色颜料越多越偏灰，不会越白。一般情况下，我们采用第一次进料使用确认合格后，留样作为标准样，作为以后评判的标准。可以目视对比，也可以同等条件做成干板，用仪器测量结果对比色差。

2.1.2 挥发份

挥发份是钛白粉在粉末涂料应用中控制的重要指标之一。挥发份包括水份的挥发，以及粉末生产和施工温度（95℃～200℃）下反应产生的各种挥发气体。挥发份过大，会导致涂层表面的针孔，以及影响光泽。挥发份是越小越好。可以通过烘烤前后的重量变....