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    钛白粉(TiO2)是一种重要的无机化工产品

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    时间:2018/9/21 9:18:11

     钛白粉(TiO2)是一种重要的无机化工产品,在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。钛白粉(英文名称:titanium dioxide),主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料。学名为二氧化钛( titanium dioxide),分子式为TiO2是一种多晶化合物,其质点呈规则排列,具有格子构造。二氧化钛的相对密度最小。钛白粉的生产工艺有硫酸法和氯化法两种工艺路线。

    钛白粉的主要特性:





    物理

    1)相对密度

    在常用的白色颜料中,二氧化钛的相对密度最小,同等质量的白色颜料中,二氧化钛的表面积{zd0},颜料体积{zg}。 [2]

    2)熔点和沸点

    由于锐钛型在高温下会转变成金红石型,因此锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点,金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃,熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃,在此高温下二氧化钛稍有挥发性。 [2]

    3)介电常数

    由于二氧化钛的介电常数较高,因此具有优良的电学性能。在测定二氧化钛的某些物理性质时,要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低,只有48。 [2]

    4)电导率

    二氧化钛具有半导体的性能,它的电导率随温度的上升而迅速增加,而且对缺氧也非常敏感。金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要,可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件。 [2]

    5)硬度

    按莫氏硬度十分制标度,金红石型二氧化钛为6~6.5,锐钛型二氧化钛为5.5~6.0,因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型。

    6)吸湿性

    二氧化钛虽有亲水性,但其吸湿性不太强,金红石型较锐钛型为小。二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系,表面积大,吸湿性高,还与表面处理与性质有关。

    7)热稳定性

    二氧化钛属于热稳定性好的物质。

    8) 粒度

    钛白粉粒度分布是一个综合性的指标,它严重影响钛白粉颜料性能和产品应用性能,因此,对于遮盖力和分散性的讨论可直接从粒度分布上进行分析。

    影响钛白粉粒度分布的因素较为复杂,首先是水解原始粒径的大小,通过控制和调节水解工艺条件,使原始粒径在一定范围内。其次是煅烧温度,偏钛酸在煅烧的过程中,粒子经历一个晶型转化期和成长期,控制适宜的温度,使成长粒子在一定范围内。{zh1}就是产品的粉碎,通常对雷蒙磨的改造和分析器转速的调节,控制粉碎质量,同时可以采用其它粉碎设备,例如:{wn}磨、气流粉碎机和锤磨装置。


    晶体

    二氧化钛在自然界有三种结晶形态:金红石型、锐钛型和板钛型。板钛型属斜方晶系,是不稳定的晶型,在650℃以上即转化成金红石型,因此在工业上没有实用价值。锐钛型在常温下是稳定的,但在高温下要向金红石型转化。其转化强度视制造方法及煅烧过程中是否加有抑制或促进剂等条件有关。

    一般认为在165℃以下几乎不进行晶型转化,超过730℃时转化得很快。金红石型是二氧化钛最稳定的结晶形态,结构致密,与锐钛型相比有较高的硬度、密度、介电常数与折光率。金红石型和锐钛型都属于四方晶系,但具有不同的晶格,因而X射线图象也不同,锐钛型二氧化钛的衍射角位于25.5°,金红石型的衍射角位于27.5°。金红石型的晶体细长,呈棱形,通常是孪晶;而锐钛型一般近似规则的八面体。

    金红石型比起锐钛型来说,由于其单位晶格由两个二氧化钛分子组成而锐钛型却是由四个二氧化钛分子组成,故其单位晶格较小且紧密,所以具有较大的稳定性和相对密度,因此具有较高的折射率和介电常数及较低的热传导性。

    二氧化钛的三种同分异构体中只有金红石型最稳定,也只有金红石型可通过热转换获得。天然板钛矿在650℃以上即转换为金红石型,锐钛矿在915℃左右也能转变呈金红石型。


    化学

    二氧化钛的化学性质极为稳定,是一种偏酸性的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化合物反应,对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用,不溶于水、脂肪,也不溶于稀酸及无机酸、碱,只溶于氢氟酸。但在光作用下,钛白粉可发生连续的氧化还原反应,具有光化学活性。 这一种光化学活性,在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显,这一性质使钛白粉既是某些无机化合物的光敏氧化催化剂,又是某些有机化合物光敏还原催化剂。

    应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿一般作业工作服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。

    二氧化钛(或称钛白粉)广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂层和填料、塑料及弹性体,其它用途还包括陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、屋顶铺粒和焊剂。据统计,2006年全球二氧化钛需求达460万吨,其中涂料行业占58%、塑料行业占23%、造纸10%、其他9%。钛白粉既可用钛铁矿、金红石制取,也可用钛渣制取。钛白粉生产工艺有两种:即硫酸盐工艺和氯化物工艺,硫酸盐法的技术比氯化物法简单,可以用品位低和比较便宜的矿物。如今世界上约有47%产能采用硫酸盐工艺,53%产能为氯化物工艺。


     


    应用领域编辑

    钛白粉的主要应用领域:涂料、塑料、油墨、造纸,其中涂料占60%,塑料占20%、造纸占14%,其它(含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域)占6%。

    油墨中钛白粉

    油墨中钛白粉

    钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂,又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉,在日光照射下,耐日晒,不开裂、不变色,伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉,主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产量,常加入一定量的金红石型产品,以增强抗臭氧和抗紫外线能力。

    钛白粉在化妆品中应用也日趋广泛。由于钛白粉无毒,远比铅白优越,各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5%-8%的钛白粉就可以得到{yj}白色,使香料更滑腻,有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用钛白粉。

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