真空輸送鈦白粉物料介紹
真空輸送鈦白粉物料
礦物簡(jiǎn)介
鈦白粉學(xué)名為二氧化鈦( Titanium Dioxide),分子式為T(mén)iO2,相對(duì)分子質(zhì)量79.90。CAS 登錄號(hào):13463-67-7 ,EINECS 登錄號(hào):236-675-5.也稱(chēng)鈦白。屬于惰性顏料,被認(rèn)為是目前世界上性能**的一種白色顏料。
二氧化鈦分子量為79.9,是一種化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定的兩性(偏酸性)氧化物。無(wú)毒,常溫下幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),對(duì)氧、氮、氨、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳都是穩(wěn)定的,不溶于水、稀酸、脂肪酸、有機(jī)酸和弱無(wú)機(jī)酸,微溶于堿和熱硝酸,只有在長(zhǎng)時(shí)間煮沸條件下,才能完全溶于濃硫酸和氫氟酸。
性質(zhì)結(jié)構(gòu)
二氧化鈦是多晶形化合物,自然界存在三種晶形結(jié)構(gòu):金紅石型、銳鈦礦型和板鈦礦型。它們的晶體性質(zhì)存在差異。三者結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是,其結(jié)構(gòu)都是由[TiO6]八面體組成。而它們結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于:它們結(jié)構(gòu)中的[TiO6]八面體分別共兩棱、三棱和四棱。表1為二氧化鈦三種晶型的晶體特征。
表1 二氧化鈦的晶體特征
二氧化鈦晶型 |
晶系 |
晶型 |
單位晶格中分子數(shù)/個(gè) |
晶格常數(shù)/nm |
a |
b |
c |
金紅石型 |
四方 |
針形 |
2 |
0.4584 |
|
0.2953 |
銳鈦礦型 |
四方 |
錐形 |
4 |
0.3776 |
|
0.9486 |
板鈦礦型 |
斜方 |
板形 |
8 |
0.545 |
0.918 |
0.515 |
板鈦礦型屬于斜方晶系。只存在于自然界的礦物中,數(shù)量很少。它的晶形不穩(wěn)定,當(dāng)加熱到650℃以上時(shí),會(huì)直接轉(zhuǎn)化為金紅石型,目前工業(yè)上沒(méi)有應(yīng)用。銳鈦礦型屬于四方晶系,在低溫下很穩(wěn)定,但在溫度達(dá)到610℃時(shí),開(kāi)始緩慢轉(zhuǎn)化為金紅石型,730℃高速轉(zhuǎn)化,915℃可完全轉(zhuǎn)化為金紅石型。金紅石型也屬于四方晶系,是細(xì)長(zhǎng)的成對(duì)孿生晶體,性質(zhì)***為穩(wěn)定,即使在高溫下也不發(fā)生轉(zhuǎn)化和分解。圖1為金紅石型TiO2和銳鈦礦型TiO2的晶體結(jié)構(gòu)圖。表2為三者的物理常數(shù)。
圖1 TiO2的兩種晶體結(jié)構(gòu)圖
表2二氧化鈦的物理常數(shù)、
性質(zhì) |
金紅石型 |
銳鈦礦型 |
板鈦礦型 |
折射率 |
2.71 |
2.52 |
— |
密度(g/cm3) |
4.2 ~ 4.3 |
3.8 ~ 3.9 |
4.12 ~ 4.23 |
莫氏硬度 |
6 ~ 7 |
5.5 ~ 6.0 |
5.5 ~ 6.0 |
熱導(dǎo)率[W/(cm•K)] |
0.620 |
1.80 |
— |
耐光性 |
很好 |
差 |
— |
介電常數(shù) |
114 |
48 |
78 |
熔點(diǎn)(℃) |
1858 |
變成金紅石型 |
變成金紅石型 |
沸點(diǎn)(℃) |
3200±300 |
— |
— |
比熱容(25℃)[J/(g•K)] |
0.71 |
0.71 |
— |
用途作用
鈦白粉(化學(xué)成分是TiO2)是一種白色的無(wú)機(jī)顏料,由于它具有折射指數(shù)高、著色力強(qiáng)、遮蓋力大、分散度及耐候性好等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是目前世界上性能**的一種白色無(wú)機(jī)顏料和重要的精細(xì)化工材料。廣泛用于涂料、塑料、造紙、橡膠、化纖、油墨和搪瓷等工業(yè)領(lǐng)域。
(1)涂料
涂料工業(yè)是鈦白粉的第一大用戶,特別是金紅石型鈦白粉,市場(chǎng)***大,約占鈦白粉消費(fèi)量的50%以上。尤其是這幾年隨著汽車(chē)工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展,涂料工業(yè)不僅從數(shù)量上需要更多的鈦白,而且對(duì)質(zhì)量和品種也提出更高要求。例如,在油漆中使用的鈦白粉,其分散性對(duì)涂料的性能有決定性作用。因此,生產(chǎn)分散性好的漿狀鈦白是一個(gè)重要發(fā)展方向。
在涂料生產(chǎn)中使用鈦白作為顏料,不僅可以大大減少顏料的用量,而且用鈦白粉生產(chǎn)出的涂料遮蓋力高、著色力強(qiáng)、色彩鮮艷、耐候性好,并且能保護(hù)介質(zhì)的物理穩(wěn)定性,增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力,防止裂紋和裂縫,用時(shí)還能防止紫外線及水分穿透,延長(zhǎng)漆膜的壽命,被廣泛用于白漆和色漆的生產(chǎn)中,是室外用漆的必需原料。
(2)塑料
塑料工業(yè)是目前鈦白粉的第二大用戶,是近幾年增長(zhǎng)***快的領(lǐng)域。年平均增長(zhǎng)率高達(dá)6%。在塑料中,顏料的遮蓋力、亮度、顏色效應(yīng)、防止紫外光降解等性質(zhì)尤為重要。在塑料制品中添加鈦白粉,除了利用鈦白粉的遮蓋力、消色能力外,還能提高塑料制品的耐熱性、耐光性和耐候性能以使塑料制品免受紫外光的降解。由于塑料要吸收大量的紫外線,而鈦白粉具有紫外線吸收劑的作用,鈦白粉能吸收紫外線光譜,并能轉(zhuǎn)換紫外線光譜的能量為熱能。因?yàn)殡娮拥霓D(zhuǎn)移,在鈦白粉的晶體表面生成“活化點(diǎn)”。當(dāng)大氣中的氧滲入聚合物的膜時(shí),就易被“活化點(diǎn)”的電子化學(xué)吸收而產(chǎn)生新生態(tài)氧,使聚合物發(fā)生氧化作用而老化,而經(jīng)過(guò)表面處理的鈦白粉,就能起到對(duì)氧的隔絕作用,從而延長(zhǎng)塑料的使用壽命。充填鈦白顏料的塑料比充填其他礦物顏料的塑料更能經(jīng)受長(zhǎng)期在紫外光中的暴露,且金紅石型鈦白優(yōu)于銳鈦礦型鈦白。一般金紅石型用于戶外塑料,銳鈦礦型主要用于室內(nèi)。塑料中應(yīng)用鈦白時(shí),分散性尤為重要,一般都要將二氧化鈦進(jìn)行無(wú)機(jī)包膜和有機(jī)包膜處理以提高其分散性。應(yīng)用鈦白***多的是聚烯烴類(lèi),其次是聚氯乙烯和工程樹(shù)脂。
(3)造紙
從世界范圍來(lái)說(shuō),紙張是鈦白粉的第三大用戶。在造紙中,鈦白是紙張的重要填料,主要用于高級(jí)紙張和薄型紙張。鈦白的添加可以提高紙張的不透明度、平滑度、光澤度和白度,增強(qiáng)彈性,減少吸濕性和提高印刷性能。數(shù)據(jù)顯示,全球紙張和紙板產(chǎn)量每年在3×108t以上,但在紙張中添加的鈦白量?jī)H4.5×105t,平均用量只有1.4kg/t紙。造紙用鈦白粉要用白度高的鈦白,一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦礦型鈦白粉,可以起到熒光增白劑的作用,增加紙張的白度。但層壓紙要求使用經(jīng)過(guò)表面處理的金紅石型鈦白粉,以滿足耐光、耐熱的要求。
(4)橡膠
鈦白粉是橡膠的一種很好的著色劑,具有補(bǔ)強(qiáng)、防老化、填充等作用。因?yàn)樗奈锢砘瘜W(xué)性能穩(wěn)定,顆粒小,不含錳、銅、鎘、鈷等雜質(zhì),不會(huì)損壞硫化過(guò)程,由于其著色力和遮蓋力高,使用少量的鈦白粉即能達(dá)到**的著色效果,而對(duì)制品的伸長(zhǎng)率和彎曲性能都沒(méi)有影響。同時(shí)抗曬性能極強(qiáng),用鈦白粉制成的白色和彩色橡膠制品在日光照射下,耐暴曬、不龜裂、老化慢、強(qiáng)度高、伸展率大、不易褪色等特點(diǎn),并且有耐酸堿的性能。在硅橡膠加入二氧化鈦,可提高橡膠的耐熱性和穩(wěn)定性。因此在橡膠工業(yè)中少不了鈦白粉。橡膠用鈦白粉,主要用于汽車(chē)輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運(yùn)動(dòng)器材等,一般使用銳鈦礦型為主,但用于汽車(chē)輪胎,常加入一定量金紅石型鈦白粉,以便增強(qiáng)其抗臭氧和抗紫外線能力。
橡膠用鈦白,要求它具有較好的耐熱性,硫化加熱時(shí)(110~170℃)不泛黃,對(duì)硫黃和其他配合劑不起反映,銅、錳、鈷、硅、鈣、鎂等雜質(zhì)含量低。
(5)化學(xué)纖維
化學(xué)纖維表面光滑,有一定的透明度,在光線照射下,反射光線很強(qiáng),使纖維具有肉眼看起來(lái)不愉快的強(qiáng)烈光澤。由于鈦白粉具有折射率高、著色力強(qiáng)、遮蓋力大、白度高、顆粒細(xì)而均勻、分散性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、不易發(fā)生變化、不影響纖維的拉力和染色,且耐光性和耐候性好,所以是一種優(yōu)良的消光劑。在有一定透明度的化學(xué)纖維中加入鈦白粉后,可使其具有永久的消光作用,對(duì)其強(qiáng)度和拉伸性能又無(wú)影響,還會(huì)增加化纖織物的棉毛感,其白度和色光都很好,印染后其色澤美麗、鮮艷。
化纖用鈦白粉一般不需表面處理,但某些特殊品種為了降低二氧化鈦的光化學(xué)作用,避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解,需進(jìn)行表面處理。
(6)油墨
在油墨生產(chǎn)中,顏料對(duì)油墨的質(zhì)量起著關(guān)鍵作用,二氧化鈦應(yīng)用于油墨是由于二氧化鈦具有顆粒細(xì)、遮蓋力強(qiáng)、消色力高、流動(dòng)性小、耐酸堿、耐光、耐熱等優(yōu)點(diǎn),是高級(jí)油墨中不可缺少的白色顏料,用二氧化鈦制成的油墨,耐久不變色、表面濕性好、易分散。
油墨使用的鈦白,外觀要純白,耐光不黃泛,表面潤(rùn)濕性好,易于分散。根據(jù)油墨品種不同,可選擇銳鈦礦型鈦白或金紅石型鈦白。
(7)其它
鈦白粉對(duì)紫外線具有極強(qiáng)的反射和散射作用,可用于防曬化妝品。此外,鈦白粉還用于電焊條、光催化劑、搪瓷、陶瓷、皮革、蠟筆、食品、醫(yī)藥和化學(xué)試劑等。