金红石型钛白粉在水性涂料中应用性能的探讨

    李化全（山东东佳集团研发中心，淄博255200）

    摘要:从钛白粉的表观指标和应用体系，阐述了钛白粉在水性涂料中的部分应用问题，钛白粉的指标和应用的联系。倡导选择合适的钛白粉品种来设计水性涂料的配方。

    关键词:金红石型钛白粉；水性涂料；配方；应用

    近几年来，随着国家环保政策的加强和人民生活水平的日益提高，水性建筑涂料有了突飞猛进的发展，与此同时，随着科学技术和社会生产力的发展，人类对生活环境日益重视。尤其是国家对“三苯”的溶剂型涂料的严格控制，涂料生产厂家在产品的品种、质量、环保等方面作了大量的适应新形式的改进工作，取得了长足的发展，逐步淘汰对人体和环境有害的原材料势在必行。钛白粉是一种无毒无害的化工原材料，在涂料和油漆行业得到了广泛的应用。钛白粉颜色纯白，有着高的着色力和遮盖力，又能够耐光、耐热和抗粉化，是制造涂料和油漆必不可少的原料。钛白粉作为涂料的一个重要的原材料，其性能的优劣直接影响到水性涂料的应用性能。钛白粉颗粒的性质和用量；分散剂的用量和种类等都是对水性涂料质量优劣的重要因素。所以，各涂料生产企业要根据不同钛白粉的性质选择专用型的钛白粉。众所周知，国内钛白企业的专用型钛白粉品种较少，在品种建设和设计的过程中，如果是多功能通用型的，这样，既能够节约仓储的空间，又能够减少市场开拓中的混淆，但是很难做到如此要求。因为钛白粉的应用范围相当的广泛，所以如果以一个通用型的品牌很难能够面面俱到的应用到多个领域。因此应该根据各个行业的特点设计不同的钛白粉品种是今后乃至相当长一段时间里钛白粉企业努力的方向，但是多功能化仍是一个趋势。水性涂料的固含量高，低的挥发性有机化合物等特点，在现在发展日益迅速。水性涂料还具有应用不受场合的限制，涂装工具易于清洗，节约资源等优势，但是，它也具有自身的劣势，主要是水性涂料中水的蒸发潜热高，干燥时需要较高的温度和较长的时间，涂料中存在的大量亲水基团和较低的相对分子量，降低了涂料涂膜的耐水性能和防腐性能，因此设计合理的配方体系和化的生产成本也是涂料企业竞争的主要方向。

    1钛白粉在水性涂料中分散

    在涂料生产的过程中，钛白粉分散的好坏直接影响着水性涂料的储存稳定性、涂膜外观和涂装作业难易等[1]。众所周知，钛白粉的分散包括钛白粉的润湿、机械粉碎和分散稳定性三个过程，在水性涂料的生产过程之中，钛白粉颜料的润湿过程是一个钛白粉－空气、钛白粉－钛白粉粒子界面被钛白粉－树脂溶液界面替换的过程，决定润湿效果的因素主要有树脂溶液在钛白粉颜料粒子表面的吸附，树脂向钛白粉颜料凝聚体空隙间的渗透。粉碎过程是钛白粉颜料粒子的凝聚体或者附聚体通过剪切力或者冲击力破坏为细小粒子的过程，它不仅与设备有关系，还与钛白粉颜料的聚凝状态相关。分散稳定是粒子间产生斥力而阻止粒子间再聚集的过程。

    1.1双电层理论

    双电层理论就是静电稳定机制，通过调整pH值或者加入电解质，使颗粒表面产生一定量的表面电荷，以增大双电层厚度和颗粒表面的Zeta电位值，使颗粒间产生较大的排斥力，进而实现颗粒的稳定分散[2,3]。尽管钛白粉的Zeta电位有助于分散稳定性，但是，与位阻的排斥力相比，其作用还是相当的小的。