金紅石型鈦白粉和銳鈦性鈦白粉的性質(zhì)
鈦白粉學名為二氧化鈦( Titanium Dioxide),分子式為TiO2,相對分子質(zhì)量79.90。CAS 登錄號:13463-67-7 ,EINECS 登錄號:236-675-5.也稱鈦白。屬于惰性顏料,被認為是目前世界上性能最好的一種白色顏料.
它有金紅石型(Rutile R型)和銳鈦型(Anatase 型)二種結(jié)構(gòu),金紅石晶體結(jié)構(gòu)致密,比較穩(wěn)定,光學活性小,因而耐候性好,同時有較高的遮蓋力,消色力。
應(yīng)用領(lǐng)域
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。
用鈦白粉制得的瓷釉透明度強,具有質(zhì)量小、抗沖擊力強、機械性能好、色彩鮮艷、不易污染等特點。食品和醫(yī)藥用鈦白粉為純度很高、重金屬含量低、遮蓋力強的鈦白粉。
物理性質(zhì)
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。
化學性質(zhì)
二氧化鈦的化學性質(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),具有光化學活性。 這一種光化學活性,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。