二氧化钛发展应用及工艺.docx

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二氧化钛发展应用及工艺
一、 二氧化钛性质及应用
1.二氧化钛性质…………………………………………………………………………………………………… 3
1.1晶型性质…………………………………………………………………………………………………………. 3
1.2物理性质……………………………………………………………………………………………………………..4
1.3化学性质……………………………………………………………………………………………………………..6
1.4光学性质……………………………………………………………………………………………………………..8
1.5颜料性质………………………………………………………………………………………………………….. 13
2.二氧化钛用途…………………………………………………………………………………………………. 17
2.1二氧化钛颜料应用………………………………………………………………………………………….. 17
2.1.1涂料应用…………………………………………………………………………………………………………17
2.1.2塑料应用…………………………………………………………………………………………………………20
2.1.3纸张应用………………………………………………………………………………………………………. 21
2.1.4橡胶应用………………………………………………………………………………………………………. 23
2.1.5化学纤维应用………………………………………………………………………………………………. 23
2.1.6油墨应用………………………………………………………………………………………………………24
2.1.7化妆品应用…………………………………………………………………………………………………….25
2.1.8医药应用…………………………………………………………………………………………………………25
2.1.9食品应用……………………………………………………………………………………………………….25
2.1.10其它应用………………………………………………………………………………………………………26
2.2非颜料级二氧化钛的应用……………………………………………………………………………….26
2.2.1搪瓷应用……………………………………………………………………………………………………….26
2.2.2电焊条应用…………………………………………………………………………………………………….26
2.2.3陶瓷玻璃应用…………………………………………………………………………………………………27
2.2.4电子陶瓷应用………………………………………………………………………………………………..27
2.2.5冶金应用………………………………………………………………………………………………………28
2.2.6其它应用………………………………………………………………………………………………………28
二、 钛白粉的发展
1.钛白粉产业链……………………………………………………………………………………………………28
2.钛白粉应用领域份额………………………………………………………………………………………..28
3.钛白粉行情展望………………………………………………………………………………………………..29
3.1 上半年进出口统计………………………………………………………………………………….29
3.2国内钛白市场…………………………………………………………………………………………………31
三、 工艺介绍
1.硫酸法………………………………………………………………………………………………………………..35
2.氯化法………………………………………………………………………………………………………………. 38
3.氯化法钛白独有优势…………………………………………………………………………………………41

二氧化钛应用调研
一、 二氧化钛性质及应用
1.二氧化钛性质
1.1晶型性质
二氧化钛在自然界有三种结晶形态: 金红石型、 锐钛型和板钛型。板钛型属斜方晶系, 是不稳定的晶型, 在650℃以上即转化成金红石型, 因此在工业上没有实用价值。锐钛型在常温下是稳定的, 但在高温下要向金红石型转化。其转化强度视制造方法及煅烧过程中是否加有抑制或促进剂等条件有关。一般认为在165℃以下几乎不进行晶型转化, 超过730℃时转化得很快。金红石型是二氧化钛最稳定的结晶形态, 结构致密, 与锐钛型相比有较高的硬度、 密度、 介电常数与折光率。金红石型和锐钛型都属于四方晶系, 但具有不同的晶格, 因而X射线图象也不同, 锐钛型二氧化钛的衍射角位于25.5°, 金红石型的衍射角位于27.5°。金红石型的晶体细长, 呈棱形, 一般是孪晶; 而锐钛型一般近似规则的八面体。
金红石型比起锐钛型来说, 由于其单位晶格由两个二氧化钛分子组成而锐钛型却是由四个二氧化钛分子组成, 故其单位晶格较小且紧密, 因此具有较大的稳定性和相对密度, , 因此具有较高的折射率和和介电常数及较低的热传导性。
二氧化钛的三种同分异构体中只有金红石型最稳定, 也只有金红石型可经过热转换获得。天然板钛矿在650℃以上即转换为金红石型,
锐钛矿在915℃左右也能转变呈金红石型。
1.2物理性质
1.2.1相对密度
二氧化钛的相对密度随其结晶形态、 粒径大小、 化学组分、 特别是与表面处理量大小有关, 在制造过程中, 随煅烧温度的提高和煅烧时间的延长而增长。在常见的白色颜料中, 二氧化钛的相对密度最小, 同等质量的白色颜料, 二氧化钛的表面积最大, 颜料体积最高。锐钛型二氧化钛的相对密度3.8～3.9g/cm3, 金红石型二氧化钛的相对密度为4.2～4.3g/cm3。
1.2.2熔点和沸点
由于锐钛型和板钛型二氧化钛在高温下都会转变成金红石型, 因此它们的熔点和沸点实际上是不存在的。金红石型二氧化钛的熔点数值各资料记载不一致, 一般认为在1800~1875℃, 有资料介绍在空气中的熔点为1830±15℃, 而在富氧中的熔点为1879±15℃, 熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为( 3200±300) K。
1.2.3介电常数
由于二氧化钛的介电常数较高, 因此具有优良的电学性能。在外电场的作用下, 其离子之间相互作用, 形成了极强的局部内电场。在这个内电场的作用下, 离子外层电子轨道发生了强烈变形, 离子本身也随之发生了很大位移。二氧化钛晶型所含微量杂质等都对介电常数影响很大。金红石型的介电常数随二氧化钛晶体的方向而不同: 当与C轴相平行时, 测得其介电常数180; 呈直角时为90; 其粉末平均值为114。锐钛型二氧化钛的介电常数只有48。
1.2.4电导率
二氧化钛具有半导体的性能, 其电导率随温度的上升而迅速增加, 而且对缺氧也非常敏感。如金红石型二氧化钛在20℃时还是绝缘体, 但加热到420℃时电导率增加了107倍; 按化学计量组成的二氧化钛( TiO2) 电导率＜10-10s/m, 而当二氧化钛失去少量氧时如TiO2的电导率却有10-1s/m。电子工业常利用金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质来生产陶瓷电容器等电子元器件。
1.2.5硬度
若以10分制标度的莫氏硬度计时(它的数值仅表示各种晶体硬度的级别并不表示其真实比值), 锐钛型二氧化钛的硬度为5.5～6.0, 金红石型二氧化钛为6～7。硬度与二氧化钛的晶型结构有关, 在生产中与产品的纯度和煅烧温度有关, 温度高容易烧结, 硬度也随之增高。正是由于金红石型二氧化钛的硬度高, 难粉碎因而对喷丝孔的磨损率较高, 对辊筒的磨损也较大, 因此不适用于化学纤维消光和照相凹板印刷。
1.2.6吸湿性
二氧化钛虽具有亲水性, 但吸湿性不太强, 锐钛型的吸湿性比金红石型大一些。二氧化钛的吸湿性与其表面处理时的处理剂性质有关, 也与其比表面积的大小有一定的关系, 比表面积大的吸湿性也略高。
1.2.7热稳定性
二氧化钛属于热稳定性的化合物, 在真空下强热时会有轻微的失氧现象, 并伴随显出暗蓝色, 该反应是可逆的, 冷却后会恢复到原来的白色。
1.3化学性质
二氧化钛无毒, 化学性质很稳定, 常温下几乎不与其它物质发生反应, 是一种偏酸性的两性氧化物。与氧、 硫化氢、 二氧化硫、 二氧化碳和氨都不起反应, 也不溶于水、 脂肪酸和其它有机酸及弱无机酸, 微溶于碱和热硝酸, 只有在长时间煮沸条件下才能完全溶于浓硫酸和氢氟酸。
其反应方程式如下:
TiO2 + 6HF = H2TiF6 + 2H2O
TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O
TiO2+ H2SO4 = TiOSO4 + H2O
其溶解速度与水合二氧化钛的煅烧温度有关, 煅烧温度越高溶解速度越慢。为了加速溶解, 可在硫酸中加入硫酸铵、 碱金属硫酸盐或过氧化氢。这是因为硫酸铵等的加入, 使硫酸的沸点增高, 加速了二氧化钛的溶解。
与酸式硫酸盐( 如硫酸氢钾) 或焦硫酸盐( 如焦硫酸钾) 共熔, 可转变微可溶性的硫酸氧钛或硫酸钛:
TiO2+ 2KHSO4 = TiOSO4 +K2SO4 + H2O
TiO2+ 4K2S2O7 = Ti(SO4)2 +4K2SO4 + 2SO3
能熔于碱, 与强碱( 氢氧化钠、 氢氧化钾) 或碱金属碳酸盐( 碳酸钠、 碳酸钾) 熔融, 可转化为可溶于酸的钛酸盐:
TiO2 + 4NaOH = Na4TiO4 + 2H2O
在高温下, 如有还原剂( 碳、 淀粉、 石油焦) 存在, 二氧化钛能被氯气氯化成四氯化钛, 其反应方程式如下:
TiO2 +2C +2Cl2 = TiCl4 + 2CO
这个反应就是氯化法生产钛白粉的理论基础, 可是此反应若无还原剂混配, 即使在1800℃下, 也不会与氯气发生氯化反应。同样二氧化钛与氯化硫蒸汽共热, 或与COCl2、 CCl4、 SiCl4、 POCl3等作用, 也能被氯化成四氯化钛。
二氧化钛在高温下可被氢、 钠、 镁、 铝、 锌、 钙及某些变价元素的化合物还原成低价钛的化合物, 但很难还原成金属钛。如将干燥的氢气通入赤热的二氧化钛, 可得到Ti2O3; 在 ℃、 15.2MPa的氢气中, 也只能获得TiO, 可是若将金红石型钛白粉喷入等离子室中, 则可与氢气反应而被还原成金属钛。反应方程式如下:
2TiO2 + H2 = Ti2O3 + H2O
TiO2 + H2 = TiO+ H2O
TiO2 + 2H2 = Ti + 2H2O
悬浮在某些有机介质中的二氧化钛, 在光和空气的作用下, 可循环地被还原与氧化而导致介质的被氧化, 这种光化学活性, 在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显。这一性质使二氧化钛成为某些反应的有效催化剂, 它既是某些无机化合物的光致氧化催化剂, 又是某些有机化合物的光致还原催化剂。
1.4光学性质
1.4.1折射率
折射率是指光线经过两个在光学上不同介质的界面时, 因光的速度的变化而使入射方向发生改变, 这种现象叫做折射, 光线入射角与折射角的正弦的比值称为折射率。折射率随物质的化学组成、 晶体结构以及光的波长不同而改变。
二氧化钛的折射率在常见的白色物质中是最高的, 甚至超过金刚石。金红石型二氧化钛由于其单位晶格较小, 原子堆积密度更紧密, 因此比锐钛型二氧化钛的的折射率高。常见白色物质的折射率见下表

物 质
折射率
物 质
折射率
金刚石
2.47
氧化锌
2.02
锐钛型二氧化钛
2.55
碱式碳酸铅
2.00
金红石型二氧化钛
2.71
碱式硫酸铅
1.93
硫化锌
2.37
硫酸钡
1.64
氧化锑
2.20
滑石粉
1.57

1.4.2散射力
光的散射即漫反射, 是白色颜料最重要的物理性质之一, 又是形成白色颜料重要的光学效应——着色力( 消色力) 和遮盖力的物理原因。
散射光主要包括反射光、 折射光和衍射光。影响光的散射力的因素较大的有以下几个方面:
( 1)  折射率
光的散射能力的大小取决于颜料和基料( 载色剂) 的折射率之差, 其关系可用弗莱斯公式表示如下:
R=(n1-n2)2/( n1+n2) 2
式中R为相对反射率, n2为颜料的折射率, n1为基料的折射率。颜料与基料的折射率之差越大, 反射率就越大, 体系中的散射能力也就越高。由于二氧化钛的在所有的白色颜料中的折射率最高, 因此它对光的散射能力也最大。
( 2) 粒径
涂料中的大部分漆料( 树脂) 的折射率在1.45～1.60之间。当光散射力最大时, 颜料粒径D与入射光的波长、 颜料的折射率n1、 漆料的折射率n2之间的关系, 可用下式表示:
D=2λ[π(n1-n2)]
可见光的波长为400～700nm, 二氧化钛粒子在可见光波长范围内, 一般最适宜的粒径范围在0.15～0.35μm。因此无论是锐钛型的二氧化钛还是金红石型的二氧化钛, 都应将粒径控制在0.15～0.35μm为好, 这样才能获得最高的散射力, 其颜色也更白。
( 3) 分散性
无论光学性能有多好的二氧化钛颜料, 最终都要看它是否能以微细的颜料, 粒子形式均匀地分散到介质中, 颜料中任何过多的凝聚、 聚集和絮凝颗粒, 都会对光的散射能力产生不良的影响。
两种不同晶型的二氧化钛中, 由于金红石型的折射率比锐钛型的高, 因此在有机介质中, 金红石型的散射力要比锐钛型高20%。
涂层中颜料粒子对光线的散射力的决定性影响因素是粒子的粒径和体系中颜料的体积浓度( pigment volume concentration, 简称PVC) 。二氧化钛颜料粒子的平均粒径和粒径分布是由生产工艺决定的, 而二氧化钛颜料在应用体系中的颗粒粒径则取决于颜料的分散过程及分散效率。
1.4.3光泽度
光泽是人们肉眼对物体表面所反射的光线强度的感觉, 是一种观察者的主观效应。物体的光泽度是指物质对投射来的光线的反射能力, 反射能力越强光泽度越大。尽管在实际应用中颜料只是涂料组分的一种, 颜料本身也并无光泽, 涂膜才有光泽, 可是颜料的特征却能影响涂膜的光泽。
由于二氧化钛既有高的反射率( 可达到标准氧化镁的96%～98%) 又有高的不透明度, 因此经它着色后的材料色调鲜明。
涂膜中应用二氧化钛颜料的主要原因是利用其不透明度和白度。影响二氧化钛颜料成膜后光泽度的重要原因是它的粒径和分散性, 如果二氧化钛的粒径很细并能均匀地分散到漆料中, 则涂膜表面光滑平整, 能折射出镜面般的光泽; 如果二氧化钛颜料的粒径过粗, 则其涂膜就会显得粗糙, 光泽度就会降低, 并会带有其它底色, 着色后色调发暗。当然, 如果应用体系中含有絮凝剂就会使颜料粒子絮凝导致涂膜表面不平整而对光泽不利。
1.4.4耐候性
耐候性是指含有二氧化钛颜料的有机介质( 如涂膜) 暴露在日光下, 在氧气和水分存在的条件下抵御紫外线侵蚀, 抵抗大气的作用, 避免发生黄变、 失光和粉化的能力。
耐候性主要取决于颜料的光学性质和化学组成, 也与暴露在自然光下的条件有关。由于二氧化钛的晶格缺陷, 使得它在日光特别是紫外线的照射及水等催化剂的作用下被还原为不稳定的三氧化钛, 同时释放出初生态氧, 这个氧使作为漆基的有机物氧化, 发生高分子的断链和降解, 变成可溶性或易挥发的物质而破坏了漆膜的连续性。
工业生产中为了改进二氧化钛漆膜的耐候性, 在偏钛酸煅烧前添加少量的盐处理剂, 或对其进行包膜处理以堵塞其光活化点, 隔绝二氧化钛与光( 紫外线) 的直接接触。
1.4.5光色互变现象
含有氧化铁、 氧化镍、 氧化铬等杂质的二氧化钛在阳光的照射下会变为褐色, 离开阳光后仍恢复原色; 或在氧化气氛中, 将二氧化钛加热到200℃～600℃, 二氧化钛会变成黄褐色, 冷却后又恢复原色, 这种现象称为光色互变现象。
发生这种现象的原因是由于二氧化钛的光化学活性。二氧化钛在日光照射下, 吸收400nm以下的紫外光后所释放出来的氧, 使这些杂质氧化, 形成高价氧化物, 停止照射, 高价氧化物又转化为低价氧化物而恢复原来的颜色。

1.5颜料性能
颜料性能与光学性质密切相关, 前者是后者的具体表现形式, 二氧化钛作为颜料的基本的颜料性质如白度、 遮盖力、 消色力、 耐候性等都是其光学作用的结果。
1.5.1遮盖力( Hiding power, 亦称不透明度opacity)
二氧化钛最突出的颜料性质就是有极强的遮盖力, 它是一种颜料能遮蔽被涂物体表面底色的能力, 表示为刚达到完全遮蔽时, 单位重量涂料所能涂覆的底材面积, 或刚达到完全遮蔽时单位底材所需的涂料重量。
影响遮盖力的主要因素是颜料晶体本身的折射率、 粒径及其粒径分布及其分散性能, 其光学本质是颜料与周围介质折射率之差造成的。颜料的遮盖力与折射率之间的关系可用下式表示:
HP∞m2∞0.16( np-nb) 2
式中 HP—遮盖力;
np—颜料的折射率;
nb—展色剂( 基料) 的折射率;
m—为Lorentz指数, m=0.4(np-nb)。
从上式能够看出, 当颜料的折射率和基料的折射率相等时涂膜就是透明的; 颜料的折射率大于基料的折射率, 涂膜就呈不透明, 两者差距越大, 涂膜的不透明度就越高, 颜料的遮盖力就越强。由于不同基料( 展色剂) 的折射率相差不大, 因此一般情况下由基料不同而引起的遮盖力的差异也不大, 颜料的遮盖力主要取决于其本身折射率的大小, 二氧化钛是所有常见白色物质中折射率最大的, 故它的遮盖力最高。当然颜料的遮盖力还与颜料的粒径、 粒径分布及其分散性能有关。
1.5.2着色力( Tinting strength) 和消色力( Reducing power, Whiteing power, Achromatic)
颜料的着色力是指它加入到一种涂料中以后能改变该种涂料的色彩并呈现自身色彩的能力。有时为了区分着色颜料和白色颜料, 把着色颜料的着色能力称为着色力, 而把白色颜料的着色能力称为消色力。
中国现行国标对二氧化钛颜料的评价采用的是与标样相比较的方法, 是在特制的含有群青的蓝色浆料中加入定量的二氧化钛制成的浆料, 再与标准二氧化钛制成的浆料进行色彩比较, 并以%表示, 称为相对消色力。国外商业上有时习惯用雷诺值( Renolds) 表示颜料的消色力, 方法是将碳黑或群青与油加入等量的标样和试样中, 直到两者明度一致时, 根据试样中所加入着色剂的量, 在已标定的指数表中读取相应的数值。
着色力是颜料对光的吸收和散射的结果, 可是对二氧化钛这种白色颜料来说, 由于其对光的吸收非常小, 因此它的消色力仅是散射系数的函数。二氧化钛在白色颜料中的折射率最高, 因而其消色力也高于其它白色颜料。
同遮盖力一样, 二氧化钛的消色力与其颜料的粒径、 粒径分布和分散性有关。
1.5.3白度
白度就是物质对可见光吸收和反射两部分之比, 它又综合了亮度和色调两种光学效果。根据Kubelka-Munk理论, 无限厚的涂膜( 不透明膜) 的亮度或反射率R∞与颜料对光的吸收系数K和散射系数S有如下函数关系:
K/S =1-(1- R∞ )/2 R∞
由上式可知R∞与K/S成反比, K减少, S增大, 白度和亮度就增大。
影响二氧化钛白度的因素是复杂的, 在钛白粉的生产中, 具有实际意义的是二氧化钛中的杂质含量和粒径与粒径分布。因此为了提高白度, 除了尽可能地减少杂质含量, 提高化学纯度, 避免二氧化钛晶格出现缺陷来降低K外, 同时还要调整和控制二氧化钛的粒径和粒径分布, 增强其分散性, 提高S。
白度一般是以颜色指数( color index, 简称CI) 表示的。经过测定二氧化钛颜料在红( G) 、 绿( G) 、 蓝( B) 光下的反射值, 按下式进行计算:
颜色指数 CI=(R-B)/G
计算后若为正值, 表示颜料呈黄相; 负值表示呈蓝相。
1.5.4吸油量
颜料的吸油量是指每100g颜料, 在达到完全湿润时需要用油的最低质量, 常见百分率来表示。吸油量既是钛白粉的一种重要的颜料性质, 也是一个评价颜料优劣的指标, 吸油量低的颜料有较高的颜料体积浓度( PVC) , 能够充分发挥颜料的各种光学性能。
影响吸油量的因素很多, 如粒子小, 比表面积大, 粒子表面所包覆的油多, 吸油量就高; 凝聚和絮凝的颗粒多, 粒子之间的间隙较大, 间隙中所填充的油多, 吸油量也高; 片状颗粒, 在捏合时呈平行排列, 孔隙小, 吸油量低; 针状或不规则形状的颗粒, 由于孔隙较大, 吸油量高; 而接近球形的颗粒, 理论上吸油量在40%左右。
在生产中要降低吸油量, 减少颜料的粒子的凝聚和絮凝的程度是重要的手段之一。
1.5.5分散性
分散性又称研磨分散性或研磨湿润性, 在以水为使用介质时( 如化纤、 造纸用钛白粉) 则称为水分散性。
分散性是钛白粉的重要的应用指标, 任何优秀的颜料, 只有它的颗粒能够均匀地分散到展色剂中, 才能充分体现它的各种光学效果和颜料性能。分散性的好坏不但影响钛白粉的消色力、 遮盖力、 吸油量等指标, 而且也影响涂料成膜后的光泽和耐候性能。为了提高钛白粉在不同介质中的分散性能, 一般要在无机表面处理后, 添加各种不同的表面活性剂以增强其在不同展色剂中的分散性。
影响钛白粉颜料分散性的因素主要有: 粒径大小、 比表面积、 表面自由能、 表面电荷、 pH值、 极性、 表面吸附状态等表面性质, 也与展色剂的性质有关。
2.二氧化钛用途
一般人们把在涂料、 油墨、 塑料、 橡胶、 造纸、 化纤、 美术颜料和日用化妆品等行业中以白色颜料为主要使用目的的二氧化钛称为钛白粉、 二氧化钛颜料或钛白, 而把在搪瓷、 电焊条、 陶瓷、 电子、 冶金等工业部门以纯度为主要使用目的的二氧化钛称为二氧化钛或非颜料级钛白粉、 非涂料用钛白粉。
TiO2是一种性能最为优异的白色颜料, 广泛应用于国民经济的各个领域。迄今为止, 凡是着白色或浅色的工业制品中都缺少不了TiO2, 有些非着色的产品中也含有TiO2, TiO2几乎应用于各种工业部门。可是从世界范围来说, 其最主要的应用领域是涂料、 塑料和纸张。
2.1二氧化钛颜料应用
2.1.1涂料
2.1.1.1涂料应用
涂料( coating) 是以有机溶剂为溶剂的油漆( paint) 和以水为溶剂的水性漆以及无溶剂型的粉末和光固化涂料等的总称, 它是由颜料、 油料、 漆料( 树脂) 、 溶剂和催干剂等组成的粘稠悬浮液, 涂布在物体表面受空气的氧化和溶剂的挥发而形成一层坚韧的涂膜而对物体起到装饰和防护的作用。就涂料而言, 人们一般泛指的是油漆, 严格地讲油漆是指加入了颜料的色漆, 而涂料是指涂在表面后能形成连续膜的任何一种材料, 当然包括油漆在内。
涂料是钛白粉的最大用户, 全球涂料工业所消费的TiO2占二氧化钛颜料总消费量的58%～60%, 中国的此项消费比例更高一些, 约为60%～65%左右, 钛白粉是涂料工业中用量最多的一种颜料, 占涂料着色剂成本的一半, 在涂料工业中的消费量占涂料工业消费各种颜料总量的90%。
在涂料用白色颜料中, 以钛白粉的性能最好, 用钛白粉生产出的涂料不但色彩鲜艳、 遮盖力高、 着色力强、 耐候性好、 耗油量也比较低, 并能增强涂膜的附着力和机械强度、 延长涂料的使用寿命。钛白粉在涂料中的最重要的作用是它的高遮盖力使涂膜不透明。
工业涂料的服务范围很广, 包括汽车、 船舶、 建筑、 木器和金属家俱、 家用电器、 卷材涂装、 玩具、 日用品等。涂料中50%为建筑涂料, 而建筑涂料中乳胶漆约占30%～40%。近年来由于中国交通业的高速发展, 汽车漆和路标漆的用量也较大。
2.1.1.2涂料产品应用份额

2.1.1.3涂料市场
根据国家统计局发布的最新统计数据, 中国涂料行业总产量达到1271.875万吨, 同比增长11.79%, 再创历史新高, 并继续保持了全球涂料最大生产国的地位。现价工业总产值为2934..60亿元, 同比增长12.42%。
去年中国涂料是1200多万吨, 预测十年以后仅仅就木器漆这个项目可能是250万吨以上, 建筑涂料接近400万吨, 涂料行业数千家企业产品进入这个市场中, 这个市场还在扩容。三、 四线城市也在迅猛发展。今后中国涂料市场还将迎来更加大的发展空间, 一方面是旧房的重涂, 一方面是已建房屋的重涂, 既有室外空间的重涂, 也有室内空间的重涂。
最近中国涂料行业都会把中国重涂市场堪称中国涂料发展的第二次飞跃空间的增加。我们国家现在每年商品房住宅去年999万套, 今年会超过1000万套, 农村房不少于200万套, 如果把数字上推十年, 以十年为一个周期来看, 有一个机构调查从 开始, 中国一线城市市场每年不少于300万套住房会有重涂需求, 300万套住房重涂将涉及到外墙、 木器漆, VU地板漆、 辅料、 防水, 这个市场的开启是一个新的产业链, 而且预测了每年以50%增长比例去扩容。
2.1.1.4钛白粉与其它各种白色颜料主要性能对比

2.1.2塑料
2.1.2.1塑料应用
塑料是二氧化钛颜料的第二大用户, 占世界二氧化钛总需求量的18%～20%。二氧化钛在塑料中的加入量随其品种和应用场合而异, 一般在0.5%～5%之间。
钛白粉在塑料制品中的应用, 除了利用它的高遮盖力、 消色力以及与其它颜料拼用性能好外, 它还能提高塑料制品的耐热、 耐光、 耐候性能以使塑料制品免受UV光的侵袭, 改进塑料制品的机械强度和电性能。几乎所有热固性和热塑性的塑料中都使用它, 聚烯烃类( 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。它既能够与树脂粉末干混合, 也能够与含增塑剂的液体相混合, 还有一些是把钛白粉先经过中间工厂制成色母料后再使用。因此, 对用于塑料的二氧化钛的性质要求主要是粒径细、 粒径分布均匀, 以增强对短波长光线的反射能力和制取色相更好的塑料制品。另外, 二氧化钛颜料必须具有良好的耐热性能以及高分散性。因此用于塑料的二氧化钛一般都经过无机包膜和有机包膜处理, 与涂料系统一样, 户外塑料用二氧化钛应为金红石型, 其它能够用锐钛型。
2.1.3纸张
2.1.3.1纸张应用
从世界范围来说, 纸张是二氧化钛颜料的第三大用户, 在美国是第二大用户。纸张中添加二氧化钛的目的主要是赋予纸张不透明度和白度, 其次是改进纸张的平滑度和机械性能, 增强弹性、 减少吸湿性, 提高光泽和可印刷性能。高级纸张和薄型纸( 字典、 画报、 杂志封面、 计算机、 钞票、 复印机纸和装饰用纸等) 中一定要使用钛白粉, 使用钛白粉的纸张白度好、 强度高、 有光泽、 薄而光滑、 印刷时不穿透, 在相同条件下不透明度比碳酸钙、 滑石粉高10倍, 重量也能减轻15%～30%, 有些包装纸加入钛白粉后甚至能够不漂白。
纸张用二氧化钛应以锐钛型为主, 因为它具有色调明显偏兰底相。户外纸张应使用金红石型产品。造纸工业用的二氧化钛主要品质要求细粒径, 具有高度的水分散性和良好的遮盖力以及与纸张纤维的结合力, 杂质含量少(特别是铁含量), 白度等。锐钛型二氧化钛一般不需经过表面处理。
装饰纸也称为钛白纸, 主要用于制作家具、 地板、 壁纸等的原材料。对于有抗老化的要求的纸张, 必须使用金红石;更多的金红石是使用在高灰份的纸张中, 这种高灰份的纸张必须使用金红石, 因为锐钛型钛白的遮盖力达不到要求。锐钛型钛白均用在低灰份的纸张中, 如圣经纸和纸币等, 圣经纸要求纸张有很好的不透明度, 一般使用锐钛型钛白即可满足;造币纸也要求很好的不透明度, 主要也使用锐钛型。
在国内, 装饰纸使用的钛白量远远高于其它两个品种, 这种形势是由中国的消费水平决定的。由于对房屋装修、 高档家具的大量需求, 装饰纸的用量逐渐上升;圣经纸由于使用钛白作原料, 成本远远高于普通纸, 鉴于国内的消费水平, 圣经纸的市场很有限;而造币纸的制造使用更是受到国家的控制, 用量相对平稳, 不会对钛白市场产生影响。据不完全估计, 装饰纸中钛白用量20～40%, 其它纸中钛白1～5%。由于传统的文化纸生产厂纷纷转型生产装饰纸, 装饰纸产量增加很快, 装饰纸的价格近年来呈下降趋势。造纸工业中使用的二氧化钛有两种方式, 一种是以填充剂的形式直接加到纸浆中, 另一种是做成涂料后涂在纸张上面。无论哪种纸( 原纸) , 其制作流程是相同的。
　　金红石用于耐候、 高灰份的纸张, 锐钛型用于对耐候要求不高、 低灰份的纸张, 决定造纸厂选用何种钛白的主要原因是造纸的成本, 也就是钛白的性价比。由于钛白在造纸中的成本比例高达30～50%, 因此造纸厂在满足用户要求的情况下, 对选择钛白能够说是斤斤计较, 能使用锐钛型决不使用金红石。造纸行业对钛白质量的要求, 按重要性的顺序为: 　　
　　1) 遮盖力( 不透明度) : 含相同钛白的纸张能够遮盖住底色的能力, 这个指标决定了钛白的性价比。简单说, 遮盖力高的钛白, 一般价格高, 但使用量少, 因此每吨纸张中钛白的成本可能较低;遮盖力低的钛白, 虽然价格低, 但用量大, 导致每吨纸张中钛白的成本升高;
2) 白度: 钛白的白度决定纸张成型后的外观;
2.1.4橡胶
2.1.4.1橡胶应用
钛白粉在橡胶中除了用作着色剂外, 还有补强、 填充、 防老化的作用, 并可使其在硫化过程中不泛黄, 不龟裂, 伸屈率大, 并具有耐酸碱的性能。在硅橡胶中加入钛白, 还能够改变橡胶的耐热性和稳定性。橡胶用二氧化钛必须具备一定的耐热性, 硫化加热时不泛黄, 不与其它配合剂、 促进剂、 防老剂反应, 稳定性好。对二氧化钛的杂质如Cu、 Mn、 Si、 Ca、 Mg含量须严加控制。
橡胶工业用的钛白粉, 主要用于汽车轮胎( 特别是轿车胎的白色外侧) , 以及胶鞋( 旅游鞋、 球鞋、 跑鞋等) 、 橡胶地板、 手套、 雨衣运动器材( 如批秒千毫微、 网球高尔夫球的外层都含有钛白粉) 等。使用钛白粉比立德粉可少用2/3～3/4。
2.1.5化学纤维
2.1.5.1化学纤维应用
钛白粉( 特别是锐钛型) 的另一个重要的应用领域是化学纤维行业。化学纤维特别是合成纤维, 由于其分子排列整齐, 纤维表面较光滑, 具有刺眼的光泽并呈半透明状态, 因此在纺丝前要加入消光剂消光。由于颜料与纤维的折射率相差越大其消光效果越明显, 而二氧化钛在所有白色颜料里的折射率最高, 因此钛白粉是合成纤维最理想的消光材料。虽然金红石型的折射率比锐钛型高, 但它没有锐钛型那样软, 金红石型的颗粒硬容易磨损喷丝孔和切丝刀, 因此一般都使用锐钛型。
钛白粉在纤维中消光时, 可分为内消光和外消光两种, 内消光是把钛白粉在纺丝前加到原液里或聚合时加到树脂中; 外消光是把钛白粉分散在某种有机粘合剂种, 作为包覆剂和钝化剂用于部分纺织品种, 如人造纤维、 塔夫绸等。大部分化纤钛白粉是在内消光中用, 内消光的使用量一般在0.2%～2%之间, 常见量为0.3%( 半消光) 。
2.1.6油墨
2.1.6.1油墨应用
油墨是由色料( 包括颜料合染料) 、 填料、 助剂和展色剂等组成的一种粘性流体。在油墨生产中, 颜料对油墨的质量起到关键的作用。
因为油墨在使用时的厚度比一般涂料的涂层薄得多, 对钛白粉的要求是既要有高的遮盖力, 又要颜料体积浓度高( PVC有时高达55%) , 在这种情况下, 白色颜料中只有钛白粉具有遮盖力大、 消色力高、 颗粒细、 耐稀酸稀碱、 耐光、 耐热、 不易泛黄、 憎水性好、 流动性小、 不溶于展色剂且能均匀分散在展色剂中, 因此是高级白色油墨和浅色油墨不可缺少的色料。当前印刷报纸、 书籍、 画片和印铁、 印金属、 印瓷、 印橡胶、 印塑料和印无线电半导体的电路板等都要用它, 其它如画线笔、 油彩、 美术颜料、 蜡笔、 打字修改液用的钛白粉也属于油墨用钛白粉的范畴。
2.1.7化妆品
由于钛白粉无毒, 远比铅白优越, 因此各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5-8%的钛白粉就能够得到永久白色, 使香料更滑腻, 有附着力、 吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其它各种香料、 防晒霜、 皂片、 白色香皂、 剃鬚膏和牙膏中往往也用钛白粉
2.1.8医药
钛白粉作为药用白色颜料, 具有优异颜料性能有害杂质的含量低, 适合制造不透明胶囊、 片剂薄膜包衣、 霜剂、 药用包装材料、 药用油墨, 具有粒度均匀, 分散性好的优点, 去粒子水和明胶中分散良好, 无絮凝沉淀物。
药物制剂中, 可作为白色着色剂制备薄膜包衣混悬液, 糖包衣和明胶胶囊剂, 也可与其它着色剂混合使用, 应用于皮肤用制剂, 也可取代淀粉用做药物的赋型剂。
2.1.9食品
在食品和医药中使用钛白粉同样是利用了其不透明性, 以提高食品和医药制品的装饰增白着色效果。食用白色颜料, 具有颜料性能好, 有害杂质含量低等优点, 是食品着色的添加剂, 具有粒度均匀, 分散性好的优点。
钛白粉适合用于: 果冻、 膨化食品、 糖果、 凉果、 口香糖、 硬糖、 沙拉酱、 碳酸饮料和奶制品系列等食品增白着色。
2.1.10其它
颜料级钛白粉的其它用途还有皮革用的着色油膏; 文教用品中的美术颜料、 油彩、 蜡笔、 铅笔等;
2.2非颜料级二氧化钛的应用
2.2.1搪瓷应用
搪瓷是非颜料级二氧化钛最大的用户之一。在搪瓷釉料或珐琅的硼酸盐玻璃中加入二氧化钛, 由于其折射率高, 所得到的瓷釉乳浊度最强、 不易结块、 容易与其它材料混熔, 在冷却结晶时能形成适当的晶粒, 从而获得最大的不透明度。钛珐琅涂层可使搪瓷做得很薄。厚度仅为氧化锑珐琅的1/3～1/4, 因此所制得的搪瓷制品重量轻、 抗弯、 耐压、 冲击力强、 机械性能好、 色彩鲜艳、 不易玷污。
2.2.2电焊条应用
电焊条是国防、 机械、 化工、 冶金、 矿山、 造船、 汽车、 拖拉机、 农机、 建筑、 修配等工业必不可少的焊接加工的主要原料。钛白粉是焊条工业的主要原料之一, 占焊条总产量70%以上的钛型、 钛钙型和钛铁矿型等三种类型的电焊条的药皮, 都要用钛白粉。因此其常年需要量大, 质量要求高。
二氧化钛是电焊条表层药皮中的主要成分, 它是焊药的良好的造渣剂、 脱氧剂、 稀释剂、 粘结剂和稳定剂。用它制成的电焊条的熔渣熔点低、 粘度小、 交直流电均可使用, 操作时点弧快、 电弧稳定、 脱渣容易、 焊缝美观、 机械性能好。二氧化钛在药皮中的脱氧能力也很好, 在焊接过程能保护熔化的金属, 防止空气中的氧或氮侵入焊缝中而降低焊缝的强度和塑性, 另外钛与氮形成稳定的氮化钛, 迅速进入熔渣中, 从而排除氮对焊缝的影响。同时钛白粉有较强的附着力, 在焊条制造工艺中可减少水玻璃的用量, 使成品表面光滑, 焊接时点弧容易。
2.2.3陶瓷、 玻璃应用
二氧化钛在陶瓷和玻璃中, 利用它的高折射