非金屬礦粉體能否頂替鈦白粉“上位”？
來(lái)源:
|
作者:chinaxljt
|
發(fā)布時(shí)間: 2018-11-30
|
488 次瀏覽
|
分享到:
鈦白粉是迄今為止性能最好的白色無(wú)機(jī)顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、油墨、造紙、橡膠、化學(xué)纖維和化妝品等領(lǐng)域。但是其昂貴的價(jià)格和近年來(lái)價(jià)格大幅走高的態(tài)勢(shì)讓一些下游用戶苦不堪言！如果能夠利用價(jià)格相對(duì)低廉的非金屬礦物對(duì)鈦白粉進(jìn)行替代或者部分替代，將會(huì)大幅降低生產(chǎn)成本。
鈦白粉的顏料性能通過(guò)光學(xué)性能體現(xiàn)，其光學(xué)性能主要取決于二氧化鈦粒子的表面性質(zhì)，內(nèi)核幾乎不發(fā)揮作用，因此很研究人員和企業(yè)致力于開發(fā)研究礦物/鈦白粉復(fù)合顆粒材料，以制備出高性能、低價(jià)格的鈦白粉替代品。
近年來(lái)，我國(guó)先后開發(fā)了碳酸鈣、高嶺土、滑石、云母、硅灰石等礦物-TiO2復(fù)合顏料，以替代或部分替代鈦白粉，用于化妝品、涂料、造紙、塑料等行業(yè)。
（1）碳酸鈣
碳酸鈣來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，本身白度高、比表面積大、遮蓋力強(qiáng)，也是是重要的白色顏料。檀倩等采用機(jī)械力活化的方法制備碳酸鈣-鈦白粉復(fù)合材料，該碳酸鈣-鈦白粉復(fù)合顏料的遮蓋力22.8g/m2、吸油量22.5g/100g、白度95.50%，明顯已經(jīng)具有類鈦白粉的顏料性能。
（2）高嶺土
涂料用白色顏料目的是產(chǎn)生白顏色和產(chǎn)生遮蓋性的，高嶺土雖不能替代鈦白粉，但可產(chǎn)生協(xié)同作用，提高鈦白粉的有效利用率，減少用量，這時(shí)對(duì)高嶺土的白度和細(xì)度要求非常嚴(yán)格。
2018年3月，英格瓷（Imerys）提出了以高嶺土部分替代鈦白粉，減少20%鈦白粉用量的方案，可有效解決在在涂料和油墨領(lǐng)域鈦白粉的替代性問(wèn)題。
另外，巴斯夫也表示：其Ultrex顏料添加劑也具有良好的著色力和遮蓋力，是性價(jià)比高的鈦白粉替代品。該產(chǎn)品是以超細(xì)化煅燒高嶺土為主要成分的顏料，廣泛用于平光、蛋殼光、低光和特殊涂料；也適用于高白度的油墨、塑料及其他領(lǐng)域。
（3）硅灰石
硅灰石是一種偏硅酸鹽礦物，其折光指數(shù)（1.63）高于許多白色礦物，表面易生成OH-等活性基團(tuán)，這些特征都有助于在制備以硅灰石為基體，通過(guò)表面包覆TiO2的復(fù)合顏料中形成協(xié)同效應(yīng)。
陳婉婷等采用水介質(zhì)中濕法超細(xì)研磨方式制備了硅灰石-TiO2復(fù)合顏料，其性能與鈦白粉相當(dāng)TiO2比例45%的復(fù)合顏料遮蓋力為17.97g/m2，比TiO2按自身比例的貢獻(xiàn)值提升36.08%。硅灰石-TiO2復(fù)合顏料的顆粒以TiO2顆粒均勻包覆在硅灰石表面為特征所形成。
目前來(lái)看，非金屬礦粉體材料暫不能完替代鈦白粉，但通過(guò)制備與鈦白粉性能相似的礦物-TiO2復(fù)合顏料，可明顯緩解鈦白粉生產(chǎn)和應(yīng)用中存在的資源、環(huán)境與成本價(jià)格等問(wèn)題，同時(shí)還有利于非金屬礦物資源的高效利用。