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钛白粉在涂料中的应用之非金属矿粉体能否顶替钛白粉“上位”?

时间:2019-1-6 15:41:14 点击:21

  核心提示:钛白粉是迄今为止性能最好的白色无机颜料,广泛应用于涂料、塑料、油墨、造纸、橡胶、化学纤维和化妆品等领域。但是其昂贵的价格和近年来价格大幅走高的态势让一些下游用户苦不堪言!如果能够利用价格相对低廉的非金属矿物对钛白粉进行替代或者部分替代,将会大幅降低生产成本。 钛白粉的颜料性能通过光学性能体现,其光学...

    钛白粉是迄今为止性能最好的白色无机颜料,广泛应用于涂料、塑料、油墨、造纸、橡胶、化学纤维和化妆品等领域。但是其昂贵的价格和近年来价格大幅走高的态势让一些下游用户苦不堪言!如果能够利用价格相对低廉的非金属矿物对钛白粉进行替代或者部分替代,将会大幅降低生产成本。

    钛白粉的颜料性能通过光学性能体现,其光学性能主要取决于二氧化钛粒子的表面性质,内核几乎不发挥作用,因此很研究人员和企业致力于开发研究矿物/钛白粉复合颗粒材料,以制备出高性能、低价格的钛白粉替代品。

   近年来,我国先后开发了碳酸钙、高岭土、滑石、云母、硅灰石等矿物-TiO2复合颜料,以替代或部分替代钛白粉,用于化妆品、涂料、造纸、塑料等行业。

(1)碳酸钙

    碳酸钙来源丰富,价格低廉,本身白度高、比表面积大、遮盖力强,也是是重要的白色颜料。檀倩等采用机械力活化的方法制备碳酸钙-钛白粉复合材料,该碳酸钙-钛白粉复合颜料的遮盖力22.8g/m2、吸油量22.5g/100g、白度95.50%,明显已经具有类钛白粉的颜料性能。

(2)高岭土


    涂料用白色颜料目的是产生白颜色和产生遮盖性的,高岭土虽不能替代钛白粉,但可产生协同作用,提高钛白粉的有效利用率,减少用量,这时对高岭土的白度和细度要求非常严格。

    2018年3月,英格瓷(Imerys)提出了以高岭土部分替代钛白粉,减少20%钛白粉用量的方案,可有效解决在在涂料和油墨领域钛白粉的替代性问题。

另外,巴斯夫也表示:其Ultrex颜料添加剂也具有良好的着色力和遮盖力,是性价比高的钛白粉替代品。该产品是以超细化煅烧高岭土为主要成分的颜料,广泛用于平光、蛋壳光、低光和特殊涂料;也适用于高白度的油墨、塑料及其他领域。


(3)硅灰石

    硅灰石是一种偏硅酸盐矿物,其折光指数(1.63)高于许多白色矿物,表面易生成OH-等活性基团,这些特征都有助于在制备以硅灰石为基体,通过表面包覆TiO2的复合颜料中形成协同效应。

    采用水介质中湿法超细研磨方式制备了硅灰石-TiO2复合颜料,其性能与钛白粉相当TiO2比例45%的复合颜料遮盖力为17.97g/m2,比TiO2按自身比例的贡献值提升36.08%。硅灰石-TiO2复合颜料的颗粒以TiO2颗粒均匀包覆在硅灰石表面为特征所形成。

    目前来看,非金属矿粉体材料暂不能完替代钛白粉,但通过制备与钛白粉性能相似的矿物-TiO2复合颜料,可明显缓解钛白粉生产和应用中存在的资源、环境与成本价格等问题,同时还有利于非金属矿物资源的高效利用。

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