塑膠產(chǎn)品在我國的工業(yè)各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用,塑料工業(yè)是鈦白粉的第二大用戶在電子、信息網(wǎng)絡(luò)、生物醫(yī)學(xué)等眾多行業(yè)中,起著無可取代的地位。中國的塑料產(chǎn)量居全球首位,也是世界上最大的塑膠市場。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,2023年全國塑膠產(chǎn)品總產(chǎn)量為7488.5萬噸,同比增長3.0%涂料在線coatingol.com。
在塑膠中使用鈦白粉的有聚丙烯, PVC,聚苯乙烯等。在大多數(shù)的熱固化、熱塑塑膠制品中,著色劑以鈦白粉為主,其含量通常在0.5%~10%之間。一些特殊的塑膠使用較多的鈦白粉,其在色母中所占的比例為40%-70%。
鈦白粉在塑料制品中的應(yīng)用,除了利用其高遮蓋力、色度和與其他顏料混合擁有良好的性能外,它還可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性,可以使塑料制品免受紫外線的侵襲,提高塑料制品的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。幾乎適用于所有熱固性和熱塑性塑料、聚烯烴(主要是低密度聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、聚氯乙烯等。它可以與樹脂粉末混合干燥,也可以與含有增塑劑的液體混合,有一些二氧化鈦首先通過工廠中間制成母粒,然后再使用。
因此,用于塑料的二氧化鈦的性能主要是粒徑細(xì)小,粒徑分布均勻,以增強(qiáng)短波長的反射能力,制作更好的塑料制品。此外,二氧化鈦顏料必須具有良好的耐熱性和高分散性。因此,塑料用鈦白粉一般分為無機(jī)包膜和有機(jī)包膜處理。與涂料系統(tǒng)一樣,室外塑料鈦白粉應(yīng)選用金紅石型,其他銳鈦礦型也可選用。
塑料制品對鈦白的要求
遮蓋力:遮蓋力好的鈦白,生產(chǎn)出來的塑料制品更輕更薄
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。
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,這樣可以獲得藍(lán)色底相,對大多數(shù)帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。而塑料用鈦白粉由于粒徑偏小,耐久性差,故不能用于涂料。
普通型塑料用鈦白粉一般不經(jīng)過無機(jī)表面處理,但一般都要經(jīng)過有機(jī)表面處理(多元醇、硅烷或硅氧烷)。這是因?yàn)槿缭谒芰现胁捎盟涎趸X這類無機(jī)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(dāng)塑料在高溫擠出加工時,水分蒸發(fā)會導(dǎo)致光滑的塑料表面出現(xiàn)氣孔;且塑料用鈦白粉一般是在低極性的樹脂中,通過剪切力加工混合,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。
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,它既可以與樹脂干粉混合,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使用。
隨著塑料制品應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,很多外用塑料制品,如塑料門窗、建筑材料等塑料制品,戶外耐候性和有很高的要求,除了必須使用金紅石鈦白粉外,還需要表面處理,表面處理一般不加鋅,只加硅、鋁、鋯等。硅具有親水去加濕作用,可以防止塑料在擠出時因水分的高溫蒸發(fā)而產(chǎn)生氣孔,但這些表面處理劑的用量一般不會太多。