0 引言
钛白粉是最重要的白色颜料，占全部白色颜料用量的80%，也是钛系的最主要产品，世界上90% 的钛资源都用来制造钛白粉，是仅次于合成氨和磷酸的第三大无机化学品（以价值计）。钛白粉是应用广泛、市场需求量很大的一种白色无机颜料。许多发达国家都把它列入关键化学品行列，在某些国家和地区，其消费量与国民生产总值（GNP）成正比，甚至把钛白粉的人均消费量作为衡量一个国家的经济发展和人民生活水平高低的重要标志之一。钛白粉分两大类：一类是金红石型钛白粉，其耐光性、耐候性强，多用于室外涂料和制品；另一类是锐钛型钛白粉，其耐光性比金红石型钛白粉差，主要用于室内涂料及制品。钛白粉具有高折光指数，良好的化学稳定性、耐候性、白度，高消色力和遮盖力，且无毒无害，对人体无刺激作用，广泛用于涂料、塑料、造纸、油墨、药品、纤维、化妆品等领域。未经表面处理的金红石型二氧化钛通常不能满足大多数高档用途的要求，必须进行一层或多层无机或有机表面处理。表面处理是钛白粉加工过程中的一个重要环节，表面处理工艺过程和条件决定了二氧化钛的表面性质和应用性能，即决定了此类钛白粉的应用领域。
1 钛白粉的应用领域
1.1 涂料
涂料是钛白粉的最大用户。通常，钛白粉在涂料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的60%，同时它也是涂料中用量最多的一种颜料（各类涂料中钛白含量占10%~35%）。下面介绍与钛白粉应用有关的几类涂料。
1.1.1 乳胶漆
乳胶漆是在树脂乳液中加入颜料分散而成的水性涂料。乳胶漆不含溶剂或含有少量溶剂，具有耐候、可刷洗、环保等优点，广泛用作建筑涂料，是近年来发展最快的涂料品种之一。乳胶漆分内用和外用，外用涂料必须使用金红石型钛白；内用涂料多选用锐钛型钛白。一般乳胶漆加工工艺为：将颜填料、分散剂、水、消泡剂等预混合，高速搅拌（或研磨）至一定细度后，再加入乳液、其他助剂等，高速搅拌（或研磨）即得产品。
1.1.2 卷材和印铁涂料
彩钢是近年来发展起来的新品种，具有坚固耐久、使用方便、美观大方、可拆卸等优点而受到用户欢迎，卷材涂料和印铁涂料也就应运而生。卷材涂料是通过专门的涂漆机涂覆在钢板或其它金属表面上，再经过烘烤成型。卷材涂料可分为里层涂料和表层涂料，里层涂料要求低，可以使用国产金红石型钛白和环氧树脂，表层涂料要求高，一般采用进口金红石型钛白粉和聚酯树脂。
1.1.3 汽车漆
汽车漆有高级和中低级之分，最好的是轿车漆，其次是卡车漆和客车漆。汽车漆主要要求钛白粉的耐候性、光泽和遮盖力。目前能够使用在轿车漆中的钛白品牌很少，均为专用型进口氯化法金红石型钛白，如R2310、R706 等。国产金红石型钛白目前只能占据中低档汽车漆市场。
1.1.4 粉末涂料
粉末涂料是采用树脂与颜料、助剂等直接热熔混合，使颜料分散在熔融的树脂中，再冷却粉碎而成。由于粉末涂料不含溶剂，使用时不会造成环境污染；同时粉末涂料在使用过程中还可回收，对节约能源也很有好处。粉末涂料通过静电喷涂于家电、汽车零件等金属件上，也可用于塑料、木材等非金属制品上，用途非常广泛。粉末涂料大多采用金红石型钛白。
1.2 塑料
塑料工业是钛白粉的第二大用户，通常钛白粉在塑料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的20%。全世界500 余个钛白粉牌号中，有50 多个牌号是属于塑料专用的。钛白粉在塑料制品中的应用，除了利用它的高遮盖力、高消色力及其他颜料性能外，它还能提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品免受紫外光的侵袭，改善塑料制品的机械性能和电性能。几乎所有热固性和热塑性塑料中都使用钛白粉，一般用量为1%~5%，它既可以与树脂干粉混合，也可以与含增塑剂的液体相混合，还有把钛白粉先加工成色母粒后再使用的。大多数塑料用钛白粉的粒径都较细（0.15~0.3 μm），这样可以获得蓝相底色，对大多数带黄相的树脂或易泛黄的树脂有遮蔽作用。塑料用钛白粉一般都要经过有机（多元醇、硅烷或硅氧烷）表面处理，处理后的钛白粉，在适当的机械剪切力下，就能比较好地分散。
塑料制品对钛白的质量要求是：
（1） 耐候性：室外使用的塑料制品以及塑料门窗等必须保证钛白的耐候性；
（2） 白度：决定浅色或白色塑料制品的外观；
（3） 分散性：影响塑料制品的生产成本，分散不好的钛白在塑料制品中会影响制品的光滑度和光亮度；
（4） 遮盖力：遮盖力好的钛白，生产出来的塑料制品更轻、更薄。
1.3 色母粒
塑料色母粒是一种高浓缩、高效能的颜色配制品，即颜料以超常浓度均匀分布在载体树脂中，并形成一定粒径的颗粒。它主要由核心层（颜料）、偶联层（偶联剂或表面活性剂）、分散层（润滑剂或分散剂）、增混层（载体树脂）等组成，广泛用于吹膜、注塑、热压等塑料制品的生产。据不完全统计，我国用于色母粒生产的钛白每年为2~3 万t。
色母粒的性能优劣通常是在后续产品应用，如吹膜或注塑中表现出来，因此，钛白在色母粒中的性能也主要体现在色母粒的应用过程中：
（1） 钛白的着色力：决定相同颜色塑料制品使用的钛白量；
（2） 钛白的白度和色差：决定钛白含量相同的浅色（白色）塑料制品的外观；
（3） 钛白的分散性：影响色母粒生产成本和塑料制品的外观、光泽等指标；
（4） 钛白的加工性能：影响色母粒的生产成本。
1.4 造纸
造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉，采用钛白粉的纸张，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，质量也能减轻15%~30%。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。对于有抗老化性要求的纸张，必须使用金红石型钛白；更多的金红石型钛白是用于高灰分的纸张中，因为锐钛型钛白的遮盖力达不到要求。锐钛型钛白均用于低灰分纸张，如圣经纸和纸币等。据不完全估计，我国用于装饰纸的钛白每年超过3 万t。装饰纸中钛白用量20%~40%，其它纸中钛白用量1%~5%。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。能使用锐钛型钛白决不使用金红石型钛白。造纸行业对钛白质量的要求顺序为：遮盖力（不透明度）、 白度、分散性、 耐候性、 留着率。
2 选择钛白粉的要素
2.1 颜色因素
颜色是颜料的重要技术指标。钛白粉的颜色指标就是白度。即使是同一化学成分的钛白粉，由于工艺路线、原料、设备、技术水平的不同也会产生颜色上的不同，色光固然取决于化学成分，但更重要的、经常起决定性作用的因素是它的粒子形状、大小、粒度分布、晶型、杂质含量等。
2.2 遮盖力因素
遮盖力的光学本质是颜料和其周围介质的折射率之差造成的。金红石型钛白粉折射率为2.71，锐钛型钛白粉折射率为2.55，是遮盖力最高的白色颜料。遮盖效应主要是由于二氧化钛散射导致的，或由于有色物质的存在而引起的吸收，或者以上两种原因致使入射光强度减退而出现遮盖现象。因此决定钛白粉的遮盖力的主要原因除化学成分、晶型外，还与钛白粉的粒子形状、粒径及粒度分布有关。
2.3 着色力因素
着色力是二氧化钛的重要特性指标，即二氧化钛与另一种颜料混合后，混合物显示它本身颜色的能力。也就是说对白色颜料而言，它与一深色颜料混合后，混合物的颜色越浅，表示它的着色力（消色力）越强。
2.4 吸油量因素
吸油量也是钛白粉的重要颜料性质之一，涉及到钛白粉在展色剂中的填充状态，并能说明它在介质中的分散性。它在涂料混炼前估计涂料的稠度，指导涂料的配方，并可初步推算其颜料体积浓度（PVC）。
2.5 化学组成因素
钛白粉的化学组成决定了其化学性质，除了体现出颜料的一系列颜料性能，如白度、消色力、吸油量等外，对其应用性能，如耐候性、分散性等的影响也很大。
2.6 耐光性、耐候性因素
钛白粉的耐光性和耐候性是衡量钛白粉应用性能的重要指标，只有将钛白粉应用到相关的应用领域（如汽车漆、型材等）后，此指标才具有意义。此外，衡量钛白粉的耐光性和耐候性要确保其应用载体的耐候性要优于钛白粉。影响钛白粉耐候性指标的主要因素有其化学成分、包膜物质的化学形态、晶体结构、应用配方等。
2.7 光泽度因素
钛白粉的光泽度是衡量钛白粉应用性能的重要指标，通常钛白粉没有光泽，只有将钛白粉应用到相关的应用领域（如汽车漆、油墨、型材、色母粒等）后，此指标才具有意义。
2.8 挥发分因素
钛白粉的挥发分实际就是含水量。因为其表面存在很高的能量和羟基，因此其表面总是要吸附一定的水分来降低其表面能，吸附的水分与钛白粉的表面有机处理，及其存放环境的湿度和温度有关。钛白粉挥发分的高低不能判定其产品的优劣，要视其应用体系而定。一般情况对于水性体系挥发分的高低对应用影响不大，但对于溶剂型体系及聚烯烃等体系，就要求挥发分越低越好，因为挥发分高会影响到其在体系中的分散性及产品质量。
2.9 分散性因素
分散性指标是钛白粉重要的应用指标。分散性又称研磨分散性或研磨润湿性。分散性的好坏不仅影响到钛白粉的消色力、遮盖力、吸油量等指标，而且也影响涂料成膜或型材成型的光泽和耐候性。在涂料研磨分散时，分散性的好坏直接影响研磨分散时间的长短，是涂料生产时的重要经济指标之一，而且研磨时间过长还会增加设备污染，使产品白度变差。在塑料色母粒或型材生产中，分散性的好坏直接影响到更换机头筛网的周期及最终产品的性能。
3 钛白粉应用过程中的注意事项
3.1 质量的稳定性
钛白粉的质量稳定性直接关系到它的下游用户产品质量的稳定性。如果其某些指标不稳定，即使钛白粉的某个指标有很大提高，这也不是下游用户所期望的产品，必须根据钛白粉质量指标的变化对配方进行相应的调整，否则产品质量就会出现问题。这是下游用户非常关注的问题。
3.2 选择适合的钛白粉产品
选择适合本应用领域的钛白粉产品非常重要。现在国内外的钛白粉市场中钛白粉的型号有上千种，分为通用型和专用型两大类。通用型产品顾名思义就是在很多领域都适用，但它在某一特定应用领域，相对于某个领域的专用型产品来说，就存在一定差距。如果将塑料行业用得非常好的专用钛白产品用于水性涂料领域，就会出现重大的质量问题。因此对于钛白粉生产商来说，要知道自己公司生产的产品适合哪个领域，不适合哪个领域，要避免出现把产品推荐到不适合本公司产品的应用领域，从而避免许多质量异议。钛白粉的下游用户也应对钛白粉生产商推荐的产品有一定了解，可以通过了解同行业是否有企业在用，用得怎么样；而且在新产品进厂前一定要进行小试，以确定此产品是否适合，以避免自己由于选择产品不当而造成不必要的经济损失。
