鈦白粉（titanium dioxide），是一種重要的無機化工顏料，主要成分為二氧化鈦。鈦白粉的生產(chǎn)工藝有硫酸法和氯化法兩種工藝路線。在涂料、油墨、造紙、塑料橡膠、化纖、陶瓷等工業(yè)中有重要用途。

物理特性

1）相對密度

在常用的白色顏料中，二氧化鈦的相對密度最小，同等質(zhì)量的白色顏料中，二氧化鈦的表面積最大，顏料體積最高。

2）熔點和沸點

由于銳鈦型在高溫下會轉(zhuǎn)變成金紅石型，因此銳鈦型二氧化鈦的熔點和沸點實際上是不存在的。只有金紅石型二氧化鈦有熔點和沸點，金紅石型二氧化鈦的熔點為1850℃、空氣中的熔點為(1830±15)℃、富氧中的熔點為1879℃，熔點與二氧化鈦的純度有關(guān)。金紅石型二氧化鈦的沸點為為(3200±300)℃，在此高溫下二氧化鈦稍有揮發(fā)性。

3）介電常數(shù)

由于二氧化鈦的介電常數(shù)較高，因此具有優(yōu)良的電學(xué)性能。在測定二氧化鈦的某些物理性質(zhì)時，要考慮二氧化鈦晶體的結(jié)晶方向。銳鈦型二氧化鈦的介電常數(shù)比較低，只有48。

4）電導(dǎo)率

二氧化鈦具有半導(dǎo)體的性能，它的電導(dǎo)率隨溫度的上升而迅速增加，而且對缺氧也非常敏感。金紅石型二氧化鈦的介電常數(shù)和半導(dǎo)體性質(zhì)對電子工業(yè)非常重要，可利用該性質(zhì)生產(chǎn)陶瓷電容器等電子元器件。

5）硬度

按莫氏硬度十分制標度，金紅石型二氧化鈦為6～6.5，銳鈦型二氧化鈦為5.5～6.0，因此在化纖消光中為避免磨損噴絲孔而采用銳鈦型。

6）吸濕性

二氧化鈦雖有親水性，但其吸濕性不太強，金紅石型較銳鈦型為小。二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有一定關(guān)系，表面積大，吸濕性高，還與表面處理與性質(zhì)有關(guān)。

7）熱穩(wěn)定性

二氧化鈦屬于熱穩(wěn)定性好的物質(zhì)。

8) 粒度

鈦白粉粒度分布是一個綜合性的指標，它嚴重影響鈦白粉顏料性能和產(chǎn)品應(yīng)用性能，因此，對于遮蓋力和分散性的討論可直接從粒度分布上進行分析。

影響鈦白粉粒度分布的因素較為復(fù)雜，首先是水解原始粒徑的大小，通過控制和調(diào)節(jié)水解工藝條件，使原始粒徑在一定范圍內(nèi)。其次是煅燒溫度，偏鈦酸在煅燒的過程中，粒子經(jīng)歷一個晶型轉(zhuǎn)化期和成長期，控制適宜的溫度，使成長粒子在一定范圍內(nèi)。最后就是產(chǎn)品的粉碎，通常對雷蒙磨的改造和分析器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，控制粉碎質(zhì)量，同時可以采用其它粉碎設(shè)備，例如：萬能磨、氣流粉碎機和錘磨裝置。

化學(xué)性能

二氧化鈦的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，是一種偏酸性的兩性氧化物。常溫下幾乎不與其他元素和化合物反應(yīng)，對氧、氨、氮、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及無機酸、堿，只溶于氫氟酸。但在光作用下，鈦白粉可發(fā)生連續(xù)的氧化還原反應(yīng)，具有光化學(xué)活性。 這一種光化學(xué)活性，在紫外線照射下銳鈦型鈦白粉尤為明顯，這一性質(zhì)使鈦白粉既是某些無機化合物的光敏氧化催化劑，又是某些有機化合物光敏還原催化劑。

應(yīng)急處理：隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿一般作業(yè)工作服。避免揚塵，小心掃起，置于袋中轉(zhuǎn)移至安全場所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。

二氧化鈦(或稱鈦白粉)廣泛用于各類結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層和填料、塑料及彈性體，其它用途還包括陶瓷、玻璃、催化劑、涂布織物、印刷油墨、屋頂鋪粒和焊劑。據(jù)統(tǒng)計，2006年全球二氧化鈦需求達460萬噸，其中涂料行業(yè)占58%、塑料行業(yè)占23%、造紙10%、其他9%。鈦白粉既可用鈦鐵礦、金紅石制取，也可用鈦渣制取。鈦白粉生產(chǎn)工藝有兩種：即硫酸鹽工藝和氯化物工藝,硫酸鹽法的技術(shù)比氯化物法簡單，可以用品位低和比較便宜的礦物。如今世界上約有47%產(chǎn)能采用硫酸鹽工藝，53%產(chǎn)能為氯化物工藝。

鈦白粉的生產(chǎn)工藝

鈦白粉制造方法有兩種：硫酸法(Sulphate Process)和氯化法(Chloride Process)。其中56%為氯化法產(chǎn)品，這種產(chǎn)品的70%以上又產(chǎn)自美國杜邦等鈦白粉大廠，其他國家包括中國的鈦白粉工廠仍以硫酸法為主。

1、硫酸法

將鈦鐵粉與濃硫酸進行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸氧鈦，經(jīng)水解生成偏鈦酸，再經(jīng)煅燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品。此法可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的優(yōu)點是能以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料，技術(shù)較成熟，設(shè)備簡單，防腐蝕材料易解決。其缺點是流程長，只能以間歇操作為主，濕法操作，硫酸、水消耗高，廢物及副產(chǎn)物多，對環(huán)境污染大。

2、氯化法

氯化法是用含鈦的原料，以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應(yīng)生成四氯化鈦，經(jīng)精餾提純，然后再進行氣相氧化；在速冷后，經(jīng)過氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯，需進行加熱或蒸氣處理將其移走。該工藝簡單，但在1000℃或更高條件氯化，有許多化學(xué)工程問題如氯、氯氧化物、四氯化鈦的高腐蝕需要解決，再加上所用的原料特殊，較之硫酸法成本高。氯化法生產(chǎn)為連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)裝置操作的彈性不大，開停車及生產(chǎn)負荷不易調(diào)整，但其連續(xù)工藝生產(chǎn)，過程簡單，工藝控制點少，產(chǎn)品質(zhì)量易于達到最優(yōu)的控制。再加上沒有轉(zhuǎn)窯煅燒工藝形成的燒結(jié)，其TiO2原級粒子易于解聚，所以在表觀上人們習慣認為氯化法鈦白粉產(chǎn)品的質(zhì)量更優(yōu)異。氯化法優(yōu)點是流程短，生產(chǎn)能力易擴大，連續(xù)自動化程度高，能耗相對低，“三廢”少，能得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。其缺點是投資大，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對材料要求高，要耐高溫、耐腐蝕，裝置難以維修，研究開發(fā)難度大。

鈦白粉的用途

鈦白粉的主要應(yīng)用領(lǐng)域：涂料、塑料、油墨、造紙，其中涂料占60%，塑料占20%、造紙占14%，其它（含化妝品、化纖、電子、陶瓷、搪瓷、焊條、合金、玻璃等領(lǐng)域）占6%。

鈦白粉在橡膠行業(yè)中既作為著色劑，又具有補強、防老化、填充作用。在白色和彩色橡膠制品中加入鈦白粉，在日光照射下，耐日曬，不開裂、不變色，伸展率大及耐酸堿。橡膠用鈦白粉，主要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運動器材等，一般以銳鈦型為主。但用于汽車輪胎生產(chǎn)量，常加入一定量的金紅石型產(chǎn)品，以增強抗臭氧和抗紫外線能力。

鈦白粉在化妝品中應(yīng)用也日趨廣泛。由于鈦白粉無毒，遠比鉛白優(yōu)越，各種香粉幾乎都用鈦白粉來代替鉛白和鋅白。香粉中只須加入5%-8%的鈦白粉就可以得到永久白色，使香料更滑膩，有附著力、吸收力和遮蓋力。在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺。其他各種香料、防曬霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用鈦白粉。

一、化妝品級二氧化鈦分為油性和水性鈦白粉。由于它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，折射率高、不透明度高、遮蓋力高、白度好、且無毒害，被廣泛應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域，起美容美白的功效。

1、性能特點：

白度高，遮蓋力強。

親水、親油產(chǎn)品它克服了一般鈦白粉在各自的分散體系中不易分散、易沉淀等缺陷，顯著改善了它的分散性和抗沉淀性，使您的產(chǎn)品更加穩(wěn)定和滿意。

耐候性強。

與化妝品其他原料配伍性好。

2、用途

鈦白粉被認為是世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業(yè)。

鈦白粉(二氧化鈦)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在一般情況下與大部分物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)。在自然界中二氧化鈦有三種結(jié)晶：板鈦型、銳鈦和金紅石型。板鈦型是不穩(wěn)定的晶型，無工業(yè)利用價值，銳鈦型(Anatase)簡稱A型，和金紅石型(Rutile)簡稱R型，都具有穩(wěn)定的晶格，是重要的白色顏料和瓷器釉料，與其他白色顏料比較有優(yōu)越的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性、和化學(xué)穩(wěn)定性，特別是沒有毒性。

鈦白粉廣泛用于涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、陶瓷、日化、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

涂料行業(yè)是鈦白粉的最大用戶，特別是金紅石型鈦白粉，大部分被涂料工業(yè)所消耗。用鈦白粉制造的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強，用量省，品種多，對介質(zhì)的穩(wěn)定性可起到保護作用，并能增強漆膜的機械強度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長漆膜壽命。

塑料行業(yè)是第二大用戶，在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強制品的機械強度，延長使用壽命。

造紙行業(yè)是鈦白粉第三大用戶，作為紙張?zhí)盍?，主要用在高級紙張和薄型紙張中。在紙張中加入鈦白粉，可使紙張具有較好的白度，光澤好，強度高，薄而光滑，印刷時不穿透，質(zhì)量輕。造紙用鈦白粉一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦型鈦白粉，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)過表面處理的金紅石型鈦白粉，以滿足耐光、耐熱的要求。

鈦白粉還是高級油墨中不可缺少的白色顏料。含有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤濕性好，易于分散。油墨行業(yè)所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型。

紡織和化學(xué)纖維行業(yè)是鈦白粉的另一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。化纖用鈦白粉主要作為消光劑。由于銳鈦型比金紅型軟，一般使用銳鈦型?；w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，需進行表面處理。

搪瓷行業(yè)是鈦白粉的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，搪瓷級鈦白粉具有純度高、白度好、顏色鮮、粒徑均勻、很強的折射率和較高消色力，具有很強的乳濁度和不透明性，使涂搪后涂層薄、光滑和耐酸性強，在搪瓷制造工藝中能與其他材料混合均勻、不結(jié)塊、易于熔制等優(yōu)點。

陶瓷行業(yè)也是鈦白粉的重要應(yīng)用領(lǐng)域，陶瓷級鈦白粉具有純度高、粒度均勻、折射率高，有優(yōu)良的耐高溫性，在1200度高溫條件下保持1小時不變灰的特性。不透明度高、涂層薄、重量輕，廣泛應(yīng)用于陶瓷、建筑、裝飾等材料。

GR復(fù)合鈦白顏料

基本介紹

GR復(fù)合鈦白顏料---替代鈦白粉使用----鈦白粉---鈦白---鈦白顏料----復(fù)合鈦白顏料----二氧化鈦

GR復(fù)合鈦白顏料是精選結(jié)構(gòu)外型和粒度分布等與鈦白類似，且表面具有反應(yīng)活性的無機粉體為基本原料（內(nèi)核），TiO2為包膜物，應(yīng)用新材料改性復(fù)合制備、無機包膜、粉體均化等高新技術(shù)，通過二者的分割細化，表面羥基化改造和機械力化學(xué)反應(yīng)等方式制備而成的新型復(fù)合白色顏料，它具有與鈦白粉相同或近似的物化性質(zhì)，因而具有二氧化鈦顏料性質(zhì)。廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、橡膠、油墨行業(yè)，可取得與使用鈦白粉相同的技術(shù)性能，且較大幅度地降低原材料的使用成本。

GR復(fù)合鈦白顏料的生產(chǎn)和應(yīng)用，是解決鈦白粉生產(chǎn)中的鈦資源短缺、降低環(huán)境污染、提高鈦白資源利用率的有效途徑。產(chǎn)品的制備和應(yīng)用技術(shù)通過北京市科委組織的專家鑒定，被評定達到國際先進水平，產(chǎn)品被評定為安徽省高新技術(shù)產(chǎn)品。

性能特點

1、GR復(fù)合鈦白顏料制備技術(shù)達到國際先進水平，包核物的選用、包核物與包膜物表面羥基化以及復(fù)合白色顏料具有與鈦白粉接近或相同性能的特點在國內(nèi)外均屬首創(chuàng)。

2、GR復(fù)合鈦白顏料顆粒表面呈結(jié)晶TiO2性能，晶型分金紅石型和銳鈦型，因此產(chǎn)品具有與鈦白粉相同或近似的性能，如：遮蓋力、白度、吸油量等。

3、GR復(fù)合鈦白顏料與鈦白粉比：產(chǎn)品的粒度、粒徑分布更佳，復(fù)合物的異質(zhì)性質(zhì)及低密度，使得產(chǎn)品在涂料體系中使用具有更佳的分散性和適用性。

4、消費成本較鈦白粉大幅度降低，產(chǎn)品成本小于鈦白粉3000-5000元/噸。

5、生產(chǎn)過程對環(huán)境無污染，符合國家可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。

性能驗證

1、GR復(fù)合鈦白顏料對涂料對比率性能的影響

涂料的遮蓋性能是反映白色顏料性能的最直接和最關(guān)鍵的指標，在涂料其它組分和條件相同的前提下，涂料的遮蓋力越強，表明顏料的遮蓋性能越強。

2、GR復(fù)合鈦白顏料對紫外光的吸收屏蔽性能

將GR復(fù)合鈦白顏料（金紅石型）與金紅石鈦白粉（R818）用水配成0.2%的懸浮體，經(jīng)超聲波分散20分鐘后，取樣放入72型紫外與可見光分光光度計中測試其光透過率（見表4），以此來判斷產(chǎn)品對紫外光的吸收情況。

GR復(fù)合鈦白顏料、金紅石鈦白粉分別與水組成的懸浮體對各波長單色光的透過率與規(guī)律基本一致，對波長小于400nm的紫外光透過率均極低，隨著入射光波長的增加，懸浮體的光透過率大幅度增加，至700nm已達40%以上。由于懸浮體透過率的差別可近似認為是固體物質(zhì)本身的因素所導(dǎo)致，因此認為GR復(fù)合鈦白顏料與金紅石鈦白粉相比，對紫外光均有很強的吸收屏蔽作用。

金紅石鈦白粉對紫外線的吸收屏蔽作用是其具備最佳化學(xué)穩(wěn)定性和良好的耐老化、抗粉化和抗變色性能的體現(xiàn)，GR復(fù)合鈦白顏料呈現(xiàn)的相似光學(xué)特性顯示了其同樣具備耐老化等光穩(wěn)定性能。

通過以上兩項實驗可以看出：在涂料體系中使用GR復(fù)合鈦白顏料可限得與鈦白粉相同或相近的性能指標； GR復(fù)合鈦白顏料可廣泛應(yīng)用于涂料體系中，改善涂料的性能，較大幅度的降低材料的使用成本。

物化性質(zhì)

(Physical Properties)

1、TiO2(W%)：≥90；

2、白度（與標準樣比）：≥98%；

3、吸油量(g/100g)：≤23；

4、PH值：7.0~9.5；

5、105℃揮發(fā)份(%)：≤0.5；

6、消色力（與標準樣比）：≥95%；

7、遮蓋力(g/M2)：≤45；

8、325目篩余物：≤0.05%；

9、電阻率：≥80Ω·m；

10、平均粒徑：≤0.30μ·m；

11、分散性：≤22μ·m；

12、水溶物(W%)：≤0.5

13、密度4.23

14、沸點2900 ℃

15、熔點1855 ℃

分子式：TiO2

分子量：79.87

CAS 登錄號：13463-67-7

EINECS 登錄號：236-675-5