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塑料對鈦白粉性能的要求
//www.fplgb.tw 2019-09-24 00:00:00 涂料工業

  塑料是二氧化鈦顏料的第二大用戶,占世界二氧化鈦總需求量的18%~20%。二氧化鈦在塑料中的加入量隨其品種和應用場合而異,一般在0.5%~5%之間。目前塑料產品每年產量在6 000萬噸以上,所有對鈦白粉的用量約60萬噸。

  2018年國內塑料制品產量共計6 042.15萬噸,較去年有所下降。由于國內環保因素嚴格控制再生料用量,再生料使用萎縮,中美貿易戰大背景下,代加工減少,以上因素導致塑料制品產量下降。塑料制品產量下降,主要影響到再生料的使用上,而對于新料影響不大,國內新料供應量繼續增加,國內石化及各個環節新料庫存并沒有大量積累。

  鈦白粉在塑料制品中的應用,除了利用它的高遮蓋力、消色力以及與其他顏料拼用性能好外,它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能以使塑料制品免受UV光的侵襲,改善塑料制品的機械強度和電性能。幾乎所有熱固性和熱塑性的塑料中都使用它,聚烯烴類(主要是低密度的聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS(丙烯腈-丁二烯苯乙烯的共聚物)、聚氯乙烯等。它既可以與樹脂粉末干混合,也可以與含增塑劑的液體相混合,還有一些是把鈦白粉先經過中間工廠制成色母料后再使用。因此,對用于塑料的二氧化鈦的性質要求主要是粒徑細、粒徑分布均勻,以增強對短波長光線的反射能力和制取色相更好的塑料制品。另外,二氧化鈦顏料必須具有良好的耐熱性能以及高分散性。所以用于塑料的二氧化鈦一般都經過無機包膜和有機包膜處理,與涂料系統一樣,戶外塑料用二氧化鈦應為金紅石型,其它可以用銳鈦型。

  對于塑料用鈦白粉,要求粒子細、分散性能好;耐熱性和耐光性好,在塑料成型加工的加熱和制得成品在日光曝曬和使用過程中不變色。大多數塑料用鈦白粉粒徑都較細,通常涂料用鈦白粉的粒徑為0.2~0.4μm,而塑料用鈦白粉的粒徑為0.15~0.3μm,這樣可以獲得蘭色底相,對大多數帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。而且用鈦白粉代替立德粉,則白色顏料的耗量可降低50%~70%。

  普通型塑料用鈦白粉一般不經過表面處理,因為采用常規的水合氧化鋁這類無機物包膜的鈦白粉,在相對濕度60%時,其吸附平衡水在1%左右,當塑料在高溫擠出加工時,水分蒸發會導致光滑的塑料表面出現氣孔,這種未經無機物包膜的鈦白粉,一般都要經過有機表面處理(多元醇、硅烷或硅氧烷),因為塑料用鈦白粉與涂料用鈦白粉不同,前者是在低極性的樹脂中,通過剪切力加工混合,有機表面處理后的鈦白粉,在適當的機械剪切力下,就能比較好地分散。在色母粒中由于TiO 2的PHR很高,它的易分散性顯得更重要,因此對鈦白粉的表面處理提出了更高的要求。

  隨著塑料制品應用范圍的不斷擴大,許多外用塑料制品,如塑料門窗、建筑材料等室外用塑料產品,對耐候性也有很高的要求,除了必須使用金紅石鈦白粉外,還需要進行表面處理,這種表面處理一般不加鋅,只加硅、鋁、鋯等。硅具有親水去濕作用,可防止塑料高溫擠出時因水分蒸發而產生氣孔,但這些表面處理劑的量一般不太多。

  鈦白粉在聚烯烴(如聚丙烯)中使用時,有時會使塑料的泛黃,這是因為二氧化鈦與聚烯烴中的含有酚基的抗氧劑(BHT)發生反應所致,對鈦白粉進行適當的有機表面處理可減輕這種泛黃的效應。

  在含有鉛穩定劑的硬聚氯乙烯中,在有紫外光照射的情況下,二氧化鈦會促使樹脂變灰,這是因為經紫外光照射后的二氧化鈦會還原成Ti2O3,使鉛穩定劑中的鉛析出,這種反應是可逆的。但是在軟聚氯乙烯和使用錫穩定劑的硬聚氯乙烯中不會發生,同樣在三聚氰胺甲醛樹脂中使用,也因為樹脂本身的還原性,加上紫外線的作用,也能使三聚氰胺裝飾板變(灰)色,如果要在上述材料中使用時,一定要選用化學活性小的高耐候性金紅石型鈦白粉。

  綜上所述,塑料制品對鈦白粉質量要求如下表所示:

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