鈦白粉在塑料中的應(yīng)用性能分析 承德人和礦業(yè)
塑料工業(yè)作為鈦白粉的第二大用戶，是近幾年增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域，年均增長(zhǎng)率6%。全世界500余個(gè)鈦白粉牌號(hào)中，有50多個(gè)牌號(hào)是屬于塑料專用的。鈦白粉在塑料制品中的應(yīng)用，除了利用它的高遮蓋力、高消色力及其他顏料性能外，它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能，使塑料制品免受UV光的侵襲，改善塑料制品的機(jī)械性能和電性能。
由于塑料制品比油漆和油墨的涂膜厚得多，因此它不需要太高的顏料體積濃度，加上它遮蓋力高，著色力強(qiáng)，一般用量只有3%~5%。幾乎所有熱固性和熱塑性的塑料中都使用它，如聚烯烴類(主要是低密度的聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等，它既可以與樹(shù)脂干粉混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有一些是把鈦白粉先加工成色母粒后在使用。
鈦白粉在塑料工業(yè)和色母行業(yè)中具體應(yīng)用分析
大多數(shù)塑料用鈦白粉粒徑都較細(xì)，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(duì)大多數(shù)帶黃相的樹(shù)脂或易泛黃的樹(shù)脂有遮蔽作用。
普通型塑料用鈦白粉一般不經(jīng)過(guò)表面處理，因?yàn)椴捎贸Ｒ?guī)的水合氧化鋁這類無(wú)機(jī)物包膜的鈦白粉，在相對(duì)濕度60%時(shí)，其吸附平衡水在1%左右，當(dāng)塑料在高溫?cái)D出加工時(shí)，水分蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致光滑的塑料表面出現(xiàn)氣孔，這種未經(jīng)無(wú)機(jī)物包膜的鈦白粉，一般都要經(jīng)過(guò)有機(jī)表面處理(多元醇、硅烷或硅氧烷)，因?yàn)樗芰嫌免伆追叟c涂料用鈦白粉不同，前者是在低極性的樹(shù)脂中，通過(guò)剪切力加工混合，有機(jī)表面處理后的鈦白粉，在適當(dāng)?shù)臋C(jī)械剪切力下，就能比較好地分散。
隨著塑料制品應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)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(chǎn)品，對(duì)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(jìn)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?cái)D出時(shí)因水分蒸發(fā)而產(chǎn)生氣孔，但這些表面處理劑的量一般不太多。
塑料的組成包括樹(shù)脂、填料、增塑劑及其他助劑(如著色劑、防老劑、阻燃劑等)，按產(chǎn)品加工方式可分為塑料薄膜的擠出吹塑成型工藝、塑料板材的擠出成型工藝和塑料注射成型工藝，例如：
塑料薄膜的擠出吹塑成型工藝：
樹(shù)脂、填料、助劑制母粒配料(母粒加樹(shù)脂)吹膜塑料薄膜
該工藝采用的主要設(shè)備有雙輥開(kāi)煉機(jī)、吹膜機(jī)等。
塑料注射成型工藝包括塑化、注射和模塑冷卻三個(gè)階段，常用設(shè)備有栓塞式注射機(jī)、螺桿式注射機(jī)等。
塑料制品對(duì)鈦白質(zhì)量要求是：
遮蓋力：遮蓋力好的鈦白，生產(chǎn)出來(lái)的塑料制品更輕更??；
白度：決定淺色或白色塑料制品的外觀；
分散性：影響塑料制品生產(chǎn)成本，分散不好的鈦白在塑料制品中會(huì)影響制品的光滑度和光亮度；
耐候性：室外使用的塑料制品以及塑料門窗等必須保證鈦白的耐候性能。
色母粒
塑料色母粒是一種高濃縮、高效能的顏色配置品，即顏料以超常濃度均勻分布在載體樹(shù)脂中，并形成一定粒徑的顆粒。它主要由核心層(顏料)、偶聯(lián)層(偶聯(lián)劑或表面活性劑)、分散層(潤(rùn)滑劑或分散劑)、增混層(載體樹(shù)脂)等組成，在塑料中作為染色劑使用，廣泛用于吹膜、注塑、熱壓、注塑等塑料制品的生產(chǎn)，色母粒著色效果優(yōu)越，使用方便，節(jié)約能源，使用時(shí)無(wú)粉塵和污水，因此備受用戶的青睞。色母粒的發(fā)展速度很快，加之色母粒生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，投資少目前國(guó)內(nèi)的色母粒廠數(shù)以百計(jì)，生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平參差不齊，小的年產(chǎn)幾十噸，大的上萬(wàn)噸，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，生產(chǎn)企業(yè)利潤(rùn)呈下降趨勢(shì)，多數(shù)色母粒產(chǎn)品的質(zhì)量低下。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，用于色母粒生產(chǎn)的鈦白每年2~3萬(wàn)噸，所使用的金紅石分為高中低三檔，高檔的使用進(jìn)口金紅石，中檔的使用國(guó)產(chǎn)金紅石，低檔的使用國(guó)產(chǎn)銳鈦型鈦白。中國(guó)最大的色目粒生產(chǎn)公司惠州太陽(yáng)神化工，使用進(jìn)口鈦白生產(chǎn)的色母粒主要用于出口，使用國(guó)產(chǎn)鈦白生產(chǎn)的色母粒滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。由于競(jìng)爭(zhēng)激烈，使用銳鈦型鈦白的色母粒還有增加的趨勢(shì)。
色母?？捎糜趯?duì)聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS塑料配色。其主要成分有顏料、樹(shù)脂、分散劑、體積顏料、熒光增白劑、抗氧劑、抗紫外線劑、抗靜電劑、增韌劑、光亮劑等，鈦白粉在其中作為白色顏料使用，具有無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、遮蓋力高、分散性好等優(yōu)點(diǎn)。
色母粒生產(chǎn)工藝有幾種，典型的如：顏料、樹(shù)脂、分散劑、體積顏料、其他助劑高速攪拌機(jī)、雙螺桿機(jī)擠出色母粒。
色母粒是作為工業(yè)原料，性能優(yōu)劣通常是在后續(xù)產(chǎn)品應(yīng)用中表現(xiàn)出來(lái)(如吹膜或注塑)，因此，鈦白在色目粒中的性能也主要體現(xiàn)在色母粒的應(yīng)用過(guò)程中。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1)鈦白的著色能力：決定相同塑料制品顏色使用的鈦白量；
2)鈦白的白度：決定鈦白含量相同的淺色(白色)塑料制品的外觀；
3)鈦白的分散性：影響色目粒生產(chǎn)成本和塑料制品的外觀、光澤等指標(biāo)；
4)鈦白的加工性能：影響色母粒生產(chǎn)成本。
