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選用鈦白粉時應考慮的幾種特性

來源：m.rfcpa.cn日期：2018-09-30

一、分散性（Dispersion）

由于庫存或包裝所形成的鈦白粉結塊（clumps）（聚積物和凝結塊），在分散攪拌后形成鈦白粉和樹脂的均勻混合物。良好的分散性不僅可消除后產品中之斑點（speaks）和（streaks）之現象，且可保證有大光散射效率。在選擇鈦白粉品級和分散過程時，下列三點需特別注意：

1.鈦白品級的分散性因制造程序而有不同。例如，經無機氧化物表面處理的鈦白粉品級通常較末處理的品級易于分散于液體系統中（可塑劑(plasticizers)、塑化物(plasticized vinyl)）。但就另一方面而言，末經表面處理的品級通常易分散于干拌研磨（dry blending）如聚乙烯、聚苯乙烯或其他模制用樹脂的制造程序。

2.鈦白粉粒子個體無法打破的。不管加入結塊過程中的能量有多大，在打散束縛的結塊時，它們只是粒子彼此間的分離。

3.分散（dispersion）這個詞常常被含糊其詞的使用。例如，有些"分散"問題實際上是配方上稀釋不充分的問題，而在塑膠中還留下不可溶的濃斑點

二、光學性質

在塑膠應用中，鈦白粉是較受歡迎的顏料，因其在低顏料含量下，可提供佳的散射效果。除了光學性質外，其他重要的產品特性，亦可決定鈦白粉等到級，以適用于特殊的用途。

1.光學性質（Optical）

在選擇應用鈦白粉時需用考慮適應力，著色強度，底色和色澤（color）等到基本的光學性質。白色顏料的適應力和著色強度顯示其對光的散射效率，適應力顯示白色顏料使用權塑膠系統不透明的能力，而著色強度則顯示白色顏料對有色塑膠系統所提供的白度（whiteness）和亮度（brightness）。因為較容易度量，著色強度常用來表示白色顏料的光散射效率。為度量相對著色強度，在每公克鈦白粉試品中摻入0.008公克碳黑，使用權用這種混合的黑色顏料組群（Master batch）分散塑膠之中，其所產生之灰色塑膠制成均勻，不透明的塑膠片（sheets）或模制碎片（molded chips）。有大光散射效率的鈦白粉試口可提供淺的灰色和佳的光反射性。鈦白粉的底色（UNDERTONE）對于著色的色澤具有影響。底色因鈦白粉微粒大小而不同，它無法以干粉末或白色塑膠的外觀來評定之。底色通常被敘述為，用三濾鏡分光儀（three filter colorimeter）所度量出在灰著色中（gray tint）藍色對紅色反射比。（底色=藍反射/紅反射）。受過訓練的觀察者可看出灰著色中0.01 差異的底色。在某些透明性應用于中，傳透光（transmitted color）之外觀（appearance）至為重要。含水量小顆粒鈦白粉品級的白顏料和類似產品含水量大顆粒鈦白粉者相較之下，其傳透外觀較為黃，因而在某些產品的制造，如粗膠瓶、燈罩等等，中性或黃底色的鈦白粉品級較受喜用。在配色時，使用正確底色的鈦白粉對精確配色而言，至為重要。這種底色差很難用顏料的顏色來補救。當單獨使用鈦白粉于-全然無色的塑膠系統中時，其顏色不鈦白粉之外觀，和底色完全沒有關系。大部份應用的鈦白粉品級在顏色上不會有明顯的變化，然而，下列因素會導致低劣的顏色：

2.污染（contamination）

鈦白粉和樹脂或添加劑（additives）的反應熱安定性（heat stability）失效：顏色（color）和底色（undertone）有時令人混淆不清。需注意，上述任何一種狀況都可能導致藍底色的鈦白粉呈現黃顏色。粒子大小不同的鈦白粉口級而有相同顏色者并百不尋常。亮度（brightness）（=綠反射(green index)）和黃度系數（yellowness index）[=100×（紅反射-藍反射）/綠反射]乃用以描述白塑膠系統之顏色之常用詞。

三、耐候性（Weatherability）

當加了顏料的塑膠曝露于天候一熱、陽光和水中時，會產生劣化（degread）。大部份的有機化合物當曝露于高能、含紫外線的陽光中時會起光化學分解（photochemical degradation）。若含有足量的R 型鈦白粉品級，可有效地吸收此具破壞性的紫外光，將其轉化成熱能而防止有機聚合物起紫外線分化。用于戶外而含水量有顏料的塑膠制品通常需要更多的鈦白粉含水量量以還到不透明的效果，譬如，白色硬質乙烯外壁板（siding）以15 百分量（Parts Per Hundred）之鈦白粉含量來保證聚氯乙烯防止紫外線分化，這超過了不透明性和白色度所需二氧化鈦量的五倍。鈦白粉本身會起光化反應，曝露于陽光天候中會催化些有機樹脂起氧化作用。這種劣化的結果導致物理強度的喪失而生成一層粉積層（chalk）。這粉積層包含了松散的鈦白粉和由表面磨損而得的解離樹脂。鋁和矽等無機物的表面處理可用于鈦白粉之上以減低這種型式的劣化。表面處理（surface treatment）的功用就好像是鈦月粉粒子和樹脂間建立一個壁畫（barrier），因而減低了光化學分化的發生。因此，經表面處理的鈦白粉品級，如Ti-Pure R-902,R-960 被使用于戶外用的有色塑膠中，以減低產品表面粉化的形成。

四、抗褪色性

加了鈦白粉的塑膠褪色（Discoloration）乃肇因于一些頗復雜的反應機理（mechanism）。

1.鈦白扮的品級隨著所參與的褪色機理而變化。問題可能適用的解決方法

塑膠樹脂在高溫生產過程中產生褪色。鈦白粉與樹脂或填充物起化學反應形成有色化合物。塑膠樹脂暴露于光、濕氣中之損壞分解。研磨設備的金屬磨損所致污染。改變研磨程序-與研磨初期加入鈦白粉。在不透明塑膠中鈦白粉之化學還原成有色的鈦化合物。（如氨-熱固性薄片(amino-thermoset taminates)）

五、抗裂孔性（Lacing Resistance）

裂孔現象（lacing）通常綠于色粉粒子表面揮發物的釋放，這些揮發物在高溫押出時（通常以上）蒸發，而在制成品中引起泡泡或小洞，含低揮發性物的R-100 和R-101 可使用適于高溫押出過程。鋁和矽等之無機物表面處理通常可增加揮發物被吸著的數目，如圖7 所示。當這些鈦白粉品級處于高

溫押出狀況時，裂孔現象會很普遍。鈦白濃縮物如果貯存不當亦會吸收濕氣而導致裂孔現象的發生。

六、凝聚性（Flocculation）

凝聚現象乃在液體系統中鈦白粉形成疏松塊狀群聚的現象。這種凝塊可用適度的剪力（ shear）打散，但如果鈦白粉粒子在整個聚合體（Polymer matrix）中可自由活動的話，凝聚會再度形成。凝聚會引起三個主要的問題：

1.不透明度的喪失-鈦白粉凝聚物并不能象原來的鈦白粉粒子般有效地散射光線。

2.由于凝聚鈦白粉著色強度的降低，而引起著色系統的色差。

3.凝聚系統的流變性（rheology）通常非常濃稠且不易流動。

大部份的狀況下，攪拌可稀釋懸浮物，但凝聚現象會再度發生。

七、導電性（Electrical Properties）

鈦白粉是種很良的絕緣體，它具有高電阻系數，高介電強度，高介電常數和低功率系數。絕緣性不良的問題通常源于鈦白粉塑膠中研磨分散不足的結果。測量鈦白粉的導電性幾乎是沒有意義的，假使需用要的話，我們推薦使用類似于工廠里測量導電性的技術來測量此絕緣化合物。

八、磨耗性（Abrasiveness）

鈦白粉比其他用于塑膠之添加劑更硬，更具有磨耗性。通常于高速的混合設備中會遭受到鈦白粉的高耐磨耗性的影響，因此，可于研磨后期加入鈦白粉來降低之。操作設備的金屬污染，將導致終產品的嚴重變色。商業用的R 型鈦白粉都可由它對塑膠操作設備的高耐磨耗性角度來做比較。鈦白粉中具有良好分散性的品級，藉著分散周期的縮短可減少機器的磨損及降低產品發生褪色的機率。

九、鈦白粉結晶型熊與反應性

商用二氧化鈦通常有二個結晶型式-R 型和A 型。R 型的鈦白粉的光線散射效果上比A 型要大30%。因此，A 型的耐候性比R 型的差，它在保證有機聚合物抵抗高能及紫外光方面效果較差，且會引起聚合物的光氧化，而導致很多物理性質的損失，并形成鈦白粉的解離樹脂的粉化積層。R 型和A 型比較：晶體結構-在R 型晶體中鈦和氧原子的結合較為緊密。