的基礎知識

• 相對密度

在常用的白色顏料中，的相對密度最小，同等質量的白色顏料中，二氧化鈦的表面積最大，顏料體積最高。

• 熔點和沸點

由于銳鈦型在高溫下會轉變成金紅石型，因此銳鈦型二氧化鈦的熔點和沸點實際上是不存在的。只有金紅石型二氧化鈦有熔點和沸點，金紅石型二氧化鈦的熔點為1850℃、

空氣中的熔點為(1830±15)℃、富氧中的熔點為1879℃，熔點與二氧化鈦的純度有關。金紅石型二氧化鈦的沸點為為(3200±300)℃，在此高溫下二氧化鈦稍有揮發性。

• 介電常數

由于二氧化鈦的介電常數較高，因此具有優良的電學性能。在測定二氧化鈦的某些物理性質時，要考慮二氧化鈦晶體的結晶方向。銳鈦型二氧化鈦的介電常數比較低，只有48。

• 電導率

二氧化鈦具有半導體的性能，它的電導率隨溫度的上升而迅速增加，而且對缺氧也非常敏感。金紅石型二氧化鈦的介電常數和半導體性質對電子工業非常重要，可利用該性質

生產陶瓷電容器等電子元器件。

• 硬度

按莫氏硬度十分制標度，金紅石型二氧化鈦為6～6.5，銳鈦型二氧化鈦為5.5～6.0，因此在化纖消光中為避免磨損噴絲孔而采用銳鈦型。

• 吸濕性

二氧化鈦雖有親水性，但其吸濕性不太強，金紅石型較銳鈦型為小。二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有一定關系，表面積大，吸濕性高，還與表面處理與性質有關。

• 熱穩定性

二氧化鈦屬于熱穩定性好的物質。

•  粒度

鈦白粉粒度分布是一個綜合性的指標，它嚴重影響鈦白粉顏料性能和產品應用性能，因此，對于遮蓋力和分散性的討論可直接從粒度分布上進行分析。

影響鈦白粉粒度分布的因素較為復雜，首先是水解原始粒徑的大小，通過控制和調節水解工藝條件，使原始粒徑在一定范圍內。其次是煅燒溫度，偏鈦酸在煅燒的過程中，粒

子經歷一個晶型轉化期和成長期，控制適宜的溫度，使成長粒子在一定范圍內。最后就是產品的粉碎，通常對雷蒙磨的改造和分析器轉速的調節，控制粉碎質量，同時可以采

用其它粉碎設備，例如：萬能磨、氣流粉碎機和錘磨裝置。 

• 二氧化鈦在自然界有三種結晶形態：金紅石型、銳鈦型和板鈦型。板鈦型屬斜方晶系，是不穩定的晶型，在650℃

以上即轉化成金紅石型，因此在工業上沒有實用價值。銳鈦型在常溫下是穩定的，但在高溫下要向金紅石型轉化。其轉化強度視制造方法及煅燒過程中是否加有抑制或促進劑

等條件有關。

• 一般認為在165℃以下幾乎不進行晶型轉化，超過730℃時轉化得很快。金紅石型是二氧化鈦最穩定的結晶形態，結構致密，與銳鈦型相比有較高的硬度、密度、介電常數與折

光率。金紅石型和銳鈦型都屬于四方晶系，但具有不同的晶格，因而X射線圖象也不同，銳鈦型二氧化鈦的衍射角位于25.5°，金紅石型的衍射角位于27.5°。金紅石型的晶體細

長，呈棱形，通常是孿晶；而銳鈦型一般近似規則的八面體。

• 金紅石型比起銳鈦型來說，由于其單位晶格由兩個二氧化鈦分子組成而銳鈦型卻是由四個二氧化鈦分子組成，故其單位晶格較小且緊密，所以具有較大的穩定性和相對密度，因

此具有較高的折射率和介電常數及較低的熱傳導性。

• 二氧化鈦的三種同分異構體中只有金紅石型最穩定，也只有金紅石型可通過熱轉換獲得。天然板鈦礦在650℃以上即轉換為金紅石型，銳鈦礦在915℃左右也能轉變呈金紅石型。

 二氧化鈦的化學性質極為穩定，是一種偏酸性的兩性氧化物。常溫下幾乎不與其他元素和化合物反應，對氧、氨、氮、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、

脂肪，也不溶于稀酸及無機酸、堿，只溶于氫氟酸。但在光作用下，鈦白粉可發生連續的氧化還原反應，具有光化學活性。 這一種光化學活性，在紫外線照射下銳鈦型鈦白粉

尤為明顯，這一性質使鈦白粉即使某些無機化合物的光敏氧化催化劑，又是某些有機化合物光敏還原催化劑。

• 應急處理：隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿一般作業工作服。避免揚塵，小心掃起，置于袋中轉移至安全場所。若大量泄漏，用塑

料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。

• 二氧化鈦(或稱鈦白粉)廣泛用于各類結構表面涂料、紙張涂層和填料、塑料及彈性體，其它用途還包括陶瓷、玻璃、催化劑、涂布織物、印刷油墨、屋頂鋪粒和焊劑。據統計，

2006年全球二氧化鈦需求達460萬噸，其中涂料行業占58%、塑料行業占23%、造紙10%、其他9%。鈦白粉既可用鈦鐵礦、金紅石制取，也可用鈦渣制取。鈦白粉生產工藝

有兩種：即硫酸鹽工藝和氯化物工藝,硫酸鹽法的技術比氯化物法簡單，可以用品位低和比較便宜的礦物。如今世界上約有47%產能采用硫酸鹽工藝，53%產能為氯化物工藝。

 鈦白粉制造方法有兩種：硫酸法(Sulphate Process)和氯化法(Chloride Process)。其中56%為氯化法產品，這種產品的70%以上又產自美國杜邦等鈦白粉大廠，其他國家包

括中國的鈦白粉工廠仍以硫酸法為主。

1. 硫酸法

將鈦鐵粉與濃硫酸進行酸解反應生產硫酸氧鈦，經水解生成偏鈦酸，再經煅燒、粉碎即得到鈦白粉產品。此法可生產銳鈦型和。硫酸法的優點是能以價低易得

的鈦鐵礦與硫酸為原料，技術較成熟，設備簡單，防腐蝕材料易解決。其缺點是流程長，只能以間歇操作為主，濕法操作，硫酸、水消耗高，廢物及副產物多，對環境污染大。

    2.氯化法

氯化法是用含鈦的原料，以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應生成四氯化鈦，經精餾提純，然后再進行氣相氧化；在速冷后，經過氣固分離得到TiO2。

該TiO2因吸附一定量的氯，需進行加熱或蒸氣處理將其移走。該工藝簡單，但在1000℃或更高條件氯化，有許多化學工程問題如氯、氯氧化物、四氯化鈦的高腐蝕需要解決，

再加上所用的原料特殊，較之硫酸法成本高。氯化法生產為連續生產，生產裝置操作的彈性不大，開停車及生產負荷不易調整，但其連續工藝生產，過程簡單，工藝控制點少，

產品質量易于達到最優的控制。再加上沒有轉窯煅燒工藝形成的燒結，其TiO2原級粒子易于解聚，所以在表觀上人們習慣認為氯化法鈦白粉產品的質量更優異。氯化法優點是

流程短，生產能力易擴大，連續自動化程度高，能耗相對低，“三廢”少，能得到優質產品。其缺點是投資大，設備結構復雜，對材料要求高，要耐高溫、耐腐蝕，裝置難以

維修，研究開發難度大。

• 產品介紹

表一分析結果和物理性性質

TiO2(重量%,最小) 96

Al2O3(重量%,最小) 3.2

有機物處理 (重量%碳) 0.

比重 4.1

平均粒徑 (微米) 0.23

吸油量 (克/100克) 14.0

PH (水性漿料) 6.

電阻 (千歐.厘米,最小) 4

杜邦鈦白粉

• R-103的特殊藍色相在用于象ABS那樣的天然有色樹脂時具有特別價值.與中性色相的鈦白粉相比,最多可節省30%的用量就能使最終產品達到同樣要求.

• R-103獨特的氧化鋁表處理,使之具有優秀的抗褪色性:

• R-103的揮發性能適用于所有的應用所用的加工工藝,除了高溫聚乙烯淋膜和聚乙烯擠出涂膜.如果有上述要求,建議使用Ti-Pure R-101、R-104。

• 使用建議

Ti-Pure R-103是一種優秀的通用型鈦白粉,它適用于所有樹脂體系:

表二一性質般

遮蓋力 高

色相 非常藍

在下列物料中的分散性:

增塑PVC樹脂 優

塑溶膠 一般

干混合工藝 好

熔融混合料 優

抗絮凝作用 非常好

抗褪色作用 優

耐候性 好

• 對于應用在那些要求高遮蓋力,非常藍的色相,優良的分散性和抗褪色性的聚烯烴或工程塑料中時,R-103是極其出色的.它的表面處理使其可用于鉛鹽穩定的PVC體系中,在外

用場合也僅提供有限的粉化.

• Ti-Pure R-103符合NSF國際標準,適合用于塑料管材.

• 杜邦Ti-Pure R-104鈦白粉 是一種用氯化法制取的金紅石型二氧化鈦顏料。它專門設計為高顏料含量的熱塑性色母料提供卓越的熔融流動性。 R-104 兼具高著色力和藍色相。在

應用于高溫擠出成型和淋膜產品時，具有優良的抗孔裂性。

• 杜邦Ti-Pure R-104 主要設計用于塑料，特別適用于需要高濃度顏料的熱塑性色母料，以及要求對熔融流動影響最小的產品系列。綜合以下性質，使得杜邦Ti-Pure R-104 

對顏色配制極有價值。

• 質量標準

TiO2含量，%≥97　　                           亮度，%≥95　　

消色力，≥100　　                                105℃揮發物。%≤0.5　　

水懸浮物Ph6.0-8.0　　                          吸油量，g/100g≤24　　

篩余物（0.045mm篩孔），%≤0.05　　水萃取液電阻率，Ω.m≥60　　

金紅石含量，%≥97　　                        

• 包裝：25公斤多層紙袋（內層塑料袋），或1000公斤大型袋裝。 為了解決價格高昂的成本，后來發明了立德粉，鍛白粉等產品，但是綜合性能遠不如鈦白粉，只能部分

替代鈦白粉。