探讨钛白粉对涂料遮盖力的影响

简彦红 陈炳耀 陈明毅

摘 要：从钛白粉包膜处理、钛白粉粒径、分散性方面探讨了钛白粉对遮盖力的影响，并简要概述了钛白粉的发展方向。

关键词：钛白粉;涂料;遮盖力;发展方向

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.039

0 前言

在众多白色颜料中，钛白粉因其特殊的物理及化学性质被广泛应用于涂料、油墨、橡胶、造纸、搪瓷等行业，与人们的生活息息相关。在我国，钛白粉在涂料领域的应用占据相当大比例，且在涂料中钛白粉也对涂料的各种性能存在一定影响[1]。

遮盖力是涂料的一项重要技术指标，而钛白粉则是该项指标的决定性因素之一。钛白粉因其优异的光学性质而被广泛应用于各个领域，钛白粉应用于涂料行业时，要使TiO2的光学性质发挥充分，需要对钛白粉的表面处理、粒径分布、分散性能等进行精细把控。在高效率使用钛白粉的同时，研究人员还致力于保证遮盖力的前提下降低钛白粉用量。本文着重讨论了钛白粉的包膜处理、粒径分布及在水中的分散性分别对涂料遮盖力的影响。

1 钛白粉生产概述

当前，钛白粉的生产主要为氯化法和硫酸法。在1918年，研究人员用硫酸将钛铁矿或酸溶性钛渣分解为TiOSO4溶液，再進行除杂、分离，从而得到了生产钛白粉的方法——硫酸法，因发现时间较早，硫酸法工艺相对成熟。氯化法通过富钛原料与氯气反应，产生的四氯化钛通过精制后进行气相氧化得到粗制二氧化钛，进而对二氧化钛进行后处理得到高质量钛白粉，氯化法制备钛白粉工艺流程相对较短。

2 表面处理对遮盖力的影响

在涂料中所使用的钛白粉TiO2自身结构具有较强光催化活性，在受到紫外光的照射后容易粉化，影响其在涂料中的应用。因此钛白粉在使用时通常在其表面进行一层或多层的多孔硅、铝氧化物包，这样不仅解决了钛白粉的光催化活性引发的问题，也使得涂层空隙率增大，当光线照射到涂层时，经过多孔隙的涂层界面的反复折射，大大增加了涂层的遮盖力。由此可见，通过对钛白粉表面的包覆处理，能在较大程度上提高涂料的各项性能[2]。

现如今，钛白粉的包覆工艺在我国有了大幅度进展，但相较于国外依旧存在一定差距，例如高端钛白粉市场大多数为国外产品。目前，我国在进行钛白粉无机包覆的研究时应当注重钛白粉无机包覆理论方面研究、钛白粉产品对于体系适应能力的增强以及新型包覆剂的研制等，以促进我国钛白粉研制进入新阶段。

3 钛白粉粒径[3]

钛白粉颗粒形状及大小的不同，对光线的散射射程度大不相同，是一个影响钛白粉遮盖力的关键因素。研究表明，在相同条件下，当钛白粉粒径为160～350nm时，即粒径约为可见光波长的0.4～0.5倍时，其对光线有较强的散射能力，在应用中将直接影响涂料的遮盖力。在涂料体系中，若成膜物质不足够完全包覆钛白粉颗粒，则会使钛白粉颗粒之间相互接触、团聚，在某种程度上相当于钛白粉粒径增大，而使得涂料遮盖力下降。

4 钛白粉分散性

在涂料领域中，粉体颗粒的分散程度在很大程度上决定着产品性能[4]。涂料在生产时，钛白粉的分散要经过润湿、砂磨及分散过程，人们期望钛白粉能够在涂料中呈稳定的悬浮状态，然而由于钛白粉有一定活性，使用的体系环境对其分散会有一定影响，从而呈现出如絮凝、沉淀、悬浮等分散状态。下面探讨涂料中分散剂用量及砂磨时间对涂料遮盖力影响。

4.1 分散剂用量

钛白粉在分散时，由于其粒子相对填料较小，趋向于粒子凝聚，因此分散剂的选择和用量将会影响钛白粉分散性，同时影响着漆膜的遮盖力。有实验表明，颜填料的分散程度随分散剂用量的增加而提高，分散性提高使得颜填料粒径的分布范围缩小，粒径变小，从而漆膜的遮盖力提高。

4.2 分散时间

钛白粉若要在涂料体系中被高质量的分散，高速分散或砂磨则是必要过程，其目的是为了使钛白粉粒径减小从而增加涂料表观性能。粒径的减小有助于提高涂料遮盖力，因此分散时间的长短决定着钛白粉分散效率。根据研究人员的实验得知，不同分散剂用量、钛白粉状态及用量、PVC值的不同，对钛白粉的分散砂磨时间不尽相同，在涂料的生产中需要根据体系情况对钛白粉分散时间做出相应调整，以达到最佳分散效果。

5 钛白粉发展[5]

随着社会对环境的保护意识提高，用户对产品的质量要求增加，钛白粉的生产方法正在逐步以氯化法为主[6]，我国钛白粉行业在生产工艺上也取得了重大突破，促进了科技成果向现实生产力的转化。但是，当前国内钛原料资源匮乏，钛白粉的生产依靠大量进口钛原料，加之我国适合氯化法生产的钛原料储量非常少，太渣产能力较弱等一系列问题严重阻碍了我国钛白粉生产[7]。目前，各行业对钛白粉的需求量与日俱增，研发人员致力于开发钛白粉的替代产品，例如无机颜料与钛白粉结合成的复合颜料正在被人们时刻关注，相信钛白粉行业终会创造出更多的经济效益。

参考文献：

[1]曾成华，蒋贤君，谢美娟.钛白粉遮盖力影响因素分析[J].矿物岩石，2014（02）：18-21.

[2]董雄波，杨重卿，孙志明等.钛白粉无机包覆改性现状及发展趋势[J].无机盐工业，2017（05）：5-8.

[3]李建军，杨振，李添达等.钛白粉粒径分布对粉末涂料性能的影响研究[J].中国涂料，2017（09）：60-63.

[4]郭会良，蔡平雄.分散剂对钛白粉分散性能及机理的研究[J].矿业工程，2014（05）：60-61.

[5]我国钛白粉行业发展变化分析[J].中国粉体工业，2012（01）：50-51.

[6]邓长江.中国钛白粉生产环境效应及可持续发展[J].建筑工程技术与设计，2018（08）：4460.

[7]刘祥海，孙永贵.我国钛白粉生产现状和发展探究[J].中国有色冶金，2018（03）：43-46，52.

作者简介：简彦红（1993-），女，河南淮滨人，本科，助理工程师，从事水性建筑涂料方面的研发工作。