主要特性
物理
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。[1]
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。[1]
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。[1]
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。[1]
5）硬度
按莫氏硬度十分制標(biāo)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(qiáng)，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(biāo)，它嚴(yán)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(jìn)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(jī)和錘磨裝置。
晶體
二氧化鈦在自然界有三種結(jié)晶形態(tài)：金紅石型、銳鈦型和板鈦型。板鈦型屬斜方晶系，是不穩(wěn)定的晶型，在650℃以上即轉(zhuǎn)化成金紅石型，因此在工業(yè)上沒有實用價值。銳鈦型在常溫下是穩(wěn)定的，但在高溫下要向金紅石型轉(zhuǎn)化。其轉(zhuǎn)化強(qiáng)度視制造方法及煅燒過程中是否加有抑制或促進(jìn)劑等條件有關(guān)。
一般認(rèn)為在165℃以下幾乎不進(jìn)行晶型轉(zhuǎn)化，超過730℃時轉(zhuǎn)化得很快。金紅石型是二氧化鈦最穩(wěn)定的結(jié)晶形態(tài)，結(jié)構(gòu)致密，與銳鈦型相比有較高的硬度、密度、介電常數(shù)與折光率。金紅石型和銳鈦型都屬于四方晶系，但具有不同的晶格，因而X射線圖象也不同，銳鈦型二氧化鈦的衍射角位于25.5°，金紅石型的衍射角位于27.5°。金紅石型的晶體細(xì)長，呈棱形，通常是孿晶；而銳鈦型一般近似規(guī)則的八面體。
金紅石型比起銳鈦型來說，由于其單位晶格由兩個二氧化鈦分子組成而銳鈦型卻是由四個二氧化鈦分子組成，故其單位晶格較小且緊密，所以具有較大的穩(wěn)定性和相對密度，因此具有較高的折射率和介電常數(shù)及較低的熱傳導(dǎo)性。
二氧化鈦的三種同分異構(gòu)體中只有金紅石型最穩(wěn)定，也只有金紅石型可通過熱轉(zhuǎn)換獲得。天然板鈦礦在650℃以上即轉(zhuǎn)換為金紅石型，銳鈦礦在915℃左右也能轉(zhuǎn)變呈金紅石型。
化學(xué)
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(jī)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)使鈦白粉即使某些無機(jī)化合物的光敏氧化催化劑，又是某些有機(jī)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(dá)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。
識別
物理方法：
最簡單的方法是比較手感，假鈦白粉較滑，真鈦白粉較澀。
水沖，手上沾點鈦白粉，假的容易沖掉，真的不容易沖掉。
取一杯清水，丟鈦白粉進(jìn)去，浮上來的為真，沉淀下去的為假(如果是活化改性的產(chǎn)品就不靈）。
化學(xué)方法：
摻了輕鈣或重鈣：加入稀硫酸或鹽酸，有氣泡可以使澄清石灰水變渾濁，因為碳酸鈣會與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳。
摻了立德粉：加入稀硫酸或鹽酸，有臭雞蛋氣味。
做成乳膠漆，加鐵紅，顏色深，說明遮蓋力差的為假或質(zhì)量很差的鈦白粉。
另外還有兩個比較好的方法：
利用同樣的PP+30%GF+5%PP-G-MAH+0.5%鈦白粉，強(qiáng)度越低，鈦白粉（金紅石）越真。
選擇一個透明樹脂，比如透明ABS+0.5%的鈦白粉，測量透光率，透光率越低，鈦白粉越真。
制造
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。
硫酸法
將鈦鐵粉與濃硫酸進(jìn)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。
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(jìn)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(jìn)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(fù)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(dá)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(xí)慣認(rèn)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(kuò)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。
產(chǎn)品介紹
表一分析結(jié)果和物理性性質(zhì)
TiO2(重量%,最小) 96
Al2O3(重量%,最小) 3.2
有機(jī)物處理 (重量%碳) 0.
比重 4.1
平均粒徑 (微米) 0.23
吸油量 (克/100克) 14.0
PH (水性漿料) 6.5
電阻 (千歐.厘米,最小) 4
R-103的特殊藍(lán)色相在用于象ABS那樣的天然有色樹脂時具有特別價值.與中性色相的鈦白粉相比,最多可節(jié)省30%的用量就能使最終產(chǎn)品達(dá)到同樣要求.
R-103獨特的氧化鋁表處理,使之具有優(yōu)秀的抗褪色性:
R-103的揮發(fā)性能適用于所有的應(yīng)用所用的加工工藝,除了高溫聚乙烯淋膜和聚乙烯擠出涂膜.如果有上述要求,建議使用Ti-Pure R-101、R-104。
使用建議
Ti-Pure R-103是一種優(yōu)秀的通用型鈦白粉,它適用于所有樹脂體系:
表二一性質(zhì)般
遮蓋力 高
色相 非常藍(lán)
在下列物料中的分散性:
增塑PVC樹脂 優(yōu)
塑溶膠 一般
干混合工藝 好
熔融混合料 優(yōu)
抗絮凝作用 非常好
抗褪色作用 優(yōu)
耐候性 好
對于應(yīng)用在那些要求高遮蓋力,非常藍(lán)的色相,優(yōu)良的分散性和抗褪色性的聚烯烴或工程塑料中時,R-103是極其出色的.它的表面處理使其可用于鉛鹽穩(wěn)定的PVC體系中,在外用場合也僅提供有限的粉化.
Ti-Pure R-103符合NSF國際標(biāo)準(zhǔn),適合用于塑料管材.
杜邦Ti-Pure? R-104 是一種用氯化法制取的金紅石型二氧化鈦顏料。它專門設(shè)計為高顏料含量的熱塑性色母料提供卓越的熔融流動性。 R-104 兼具高著色力和藍(lán)色相。在應(yīng)用于高溫擠出成型和淋膜產(chǎn)品時，具有優(yōu)良的抗孔裂性。
杜邦Ti-Pure? R-104 主要設(shè)計用于塑料，特別適用于需要高濃度顏料的熱塑性色母料，以及要求對熔融流動影響最小的產(chǎn)品系列。綜合以下性質(zhì)，使得杜邦Ti-Pure? R-104 對顏色配制極有價值。
質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
TiO2含量，%≥97
　　亮度，%≥95
　　消色力，≥100
　　105℃揮發(fā)物。%≤0.5
　　水懸浮物Ph6.0-8.0
　　吸油量，g/100g≤24
　　篩余物（0.045mm篩孔），%≤0.05
　　水萃取液電阻率，Ω.m≥60
　　金紅石含量，%≥97
　　包裝：25公斤多層紙袋（內(nèi)層塑料袋），或1000公斤大型袋裝。

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