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- 在分散颜料，尤其是分散有机颜料时，人们常会碰到的一些问题如絮凝、颜色或透明度不足，流变性或稳定性差。本文涉及到引起这些问题可能的原因，以及通过正确选择各种原材料和分散机械设备来消除这些问题。 “分散良好”指什么? 纯理论而言，“分散良好”是指体系中每个颜料颗粒是完全解除絮凝状态，即每个颜料颗粒都由一薄层漆基或溶剂所包裹。然而，实际上这是难以达到的。更为重要的是要使过大的颜料附聚团粒的百分率尽可能降低。 颜料分散状况对涂料性能方面的影响如何呢? 颜料分散质量可影响许多重要的涂料性能： ● 光泽 ● 耐候性和耐化学性 ● 贮存期 ● 颜色、着色力和透明度 ● 遮盖力 光泽：如果颜料得到最佳分散，则这就可直接提高光泽度。原则上，光泽是由漆基的性能决定的。添加必要的颜料只能对光泽起到不利的影响：如果颜料未得到最佳分散，则某些颜料附聚团粒将对表面平整度起到不利影响，因而由于光的漫散射而降低表现光泽。 耐性：耐候性和耐化学性主要也将由选择的漆基所决定。这里颜料粒子分散不充分也会降低耐性。凸出于表面的颜料粒子提供了化学药品和气候因素的攻击点。反之，如果正确选择的颜料得到了最佳的分散，仅能对涂料体系耐性加以改进，例如，通过反射(TiO2)或吸收紫外辐射(氧化铁红)来改进耐候性。适当的颜料或体质颜料如果得以最佳分散也能改进漆基的耐化学性。 贮存期：涂料体系的贮存期很大程度上取决于颜料分散的质量。当体系中存在有过多比率的粗颜料粒子时，颜料粗粒沉淀而产生的不利影响是容易理解的。这样的稳定性问题是或由所谓的颜料“后润湿”，或由相反的颜料再絮凝所引起的。如果就在开始分散至完全分散时该颜料没有完全再絮凝时可以赋予后润湿。先前正确分散好的颜料分散体的再絮凝的原因是该颜料浆的稳定性够好。这在很大程度上取决于在分散过程中分散漆基的稳定性能或漆基，溶剂的比率。溶剂一般都有优良的润湿性能，而漆基对稳定性是有利的。问题是润湿(=溶剂)和稳定性(=漆基)要达到理想的结合。 颜色、颜色强度、透明度和遮盖力：所有这些性能在很大程度上取决于所用的颜料表面即“最佳的分散”。颜料的完全分散在遮盖性颜料的情况下，可导致遮盖力增加，使调色色浆的色强度更大(没有絮凝)；而在透明性颜料的情况下，可使透明度更好。对于所有的颜料而言，颜料的完全分散可导致该颜色的色调和“色纯度”完全展现。一些颜料如咔唑紫或酞菁蓝在很大程度都由颜料分散的质量决定的。 如何测定分散体的质量? 测定颜料分散体质量有四种(或更多或更少)简单的方法： ● 细度计 ● 电子显微镜 ● 库尔特计数器 ● 着色力 细度计 细度计当然是最简单和最常用的方法。 细度计最大的一个优点是快速。该方法非正式地提供有关颜料分散体实际质量的可靠信息，它只能指出最大颜料附聚团粒的大小，而一点不能提供粒度分布的信息。 电子显微镜 电子显微镜是一种很准确，但昂贵并费时的方法。它一点也不适用于日常的实际使用。 库尔特计数器 库尔特计数器也是一种很好的方法。它可提供颜料分散体中粒度分布的很好的概念，和电子显微镜法相比，也是一种相对容易进行的操作 着色力的测量 着色力的测量是一种很简单但很重要的方法。该方法使之容易确定该颜料是否已最佳分散。该方法主要用于某些样品，如酞菁蓝和炭黑调色浆。影响分散体质量的因素有哪些？ 颜料分散体的所有组成部分对分散的进展都有明显的影响。然而，所使用的分散机也起很重要的作用。这里需要考虑三个变量： ● 颜料本身 ● 漆料（加溶剂和添加剂） ● 分散机颜料 颜料本身的选择是很重要的，即使化学上是同样的颜料在分散过程中都可以有明显的区别。原则上，实际没有完全相同的颜料，因为有这样情况下颜料的一系列性能都需要是相同的才行。最重要的性能有： ● 颜色 ● 颜色强度 ● 流变学性能 ● 可湿润性 ● 耐光性和耐候性 ● 与其他颜料的相容性（絮凝） ● 耐溶剂性 漆基 颜料的分散性能在很大程度上还受所选定的分散漆基影响。在日常实践中常常设想最可靠和最简单的方法是使用制造实际漆分散颜料的同样的漆基。但遗憾的是，这不是总是正确的解决方法，对于“临界的”颜料或润湿性不良的漆基肯定不是正确的方法。分散设备 所用的分散机也是很重要的。今天的趋势是朝向具有可能的最高产率和有占空间小和能耗低的分散机发展。对于许多正常的颜料，即易润湿的颜料而言，这样一些现代化的分散机通常是完全足够的。只是在必须分散不好分散的有机颜料才会出现一些问题，分散常是特别昂贵的，因为它们常常只牵渺到小的批量之故。 分散能指为分散而使用的能量，分散能不一定指分散机能量消耗的同一件事。实际上这是指难于润湿的颜料，例如咔唑紫、炭黑、酞菁蓝等，如果该分散机能提供必要的分散能时才能使它们完全展现颜色和色强度。 下面是按照其分散能排列的研磨设备：搅拌机<分散机<砂磨<珠磨<球磨<立式球磨<三辊磨。 可利用什么实际解决办法？ 对于一种良好的颜料分散体自身生产而言，正如上面所指出的那样，正确选择三个变量颜料、漆基和分散机是有超乎寻常意义。当然，选择另外的途径也是可以的，如使用所谓的“预处理过的颜料”，预处理过颜料浆的挤水颜料浆。但这又是一个需要同时接受优点与缺点的事情。 当使用预处理的颜料时，例如，必须考虑到已生产出的颜料高达25％是来自润湿剂的组合物。换言之：即使该颜料最佳分散，色强度也降低了。 挤水颜料可有效解决该问题，但这里的应用也受到限制。通常只有在水相中生产的那些颜料进行颜料挤水。在工业漆基中也只有很少挤水颜料得到应用。最后但并非最不重要的有挤水颜料浆。一些强大的工业公司长期来已认可使用半成品或超半成品（out-proeessing）的优点。但是人们也一再听到一些缺点：使用表面处理过的颜料浆是相当昂贵的。对于大批量的易分散性颜料而言，这当然可以应用。但是对于难分散颜料而言，在很好装备的公司中简直就是不经济的话语真实性，以及也对于小批量问题就要考虑了，使用表面处理过的颜料浆很肯定是最经济的选择方案之一。 使用表面、处理过的颜料浆及还有其他半成品的主要优点是常被忽视的。例如，原材料的贮存要简单得多和不复杂得多。表面处理过的颜料色浆主要可即刻以方便的包装生产。使用中生产配劳的数量减少了，这就降低了每批产品发生错误的危险。如果半成品生产对原材料进行检验，则就可获得高水平的再现性，这样最终调色化费时问要少，因而成本也降低。 当比较用颜料本身生产和外购成品色浆来生产的成本时，考虑它们真正情况的所有实际成本是重要的。 [查看全文]
- 摘要：分析了杂质给 钛白粉生产带来的不良影响，阐述了去除杂质的方法，对提高钛白粉的白度具有一定的意义。 关键词：钛白粉；杂质；白度；选矿；除铁；除非铁；除重金属 对于颜料 钛白粉，除了生产上采取一些措施来提高白度以外，关键还在于杂质的去除，杂质对白度的不良影响是很大的，杂质去除得越彻底，产品白度就越高，这对用在涂料中的意义就更大。 在 钛白粉生产过程中，如果杂质去除不彻底，当用高温煅烧时，很多杂质元素如铁、锰、钒、铅、铬、钴、铈铜、镉、镍、钼等以氧化物状态存在，这些带色的氧化物就表现出各种色相，使整个钛白粉的色相受到影响而不纯白，以致大大影响了产品的质量。因此，必须采用多种方法除去杂质。 1选矿除杂质 要除去杂质，首先就要选矿。因为任何钛铁矿一般都混杂有不少脉石和共生、伴生、复合的其它矿物。选矿就是利用矿物不同的物理化学性质，采用各种有效方法，将钛铁矿与它们分离。例如摇床的重力选矿，可以除去铸铁矿中的大部分脉石，再用磁选机进行磁选，让矿物通过磁场，由于钛铁矿是导磁率高、能被磁铁吸引而本身不能吸铁、可磁化又可去磁的顺磁性矿物，而能磁盘吸引，其它导磁率低的非钛铁矿，不能被磁盘吸引而得到分离。 2除不溶性杂质 硫酸法生产 钛白粉，由酸解浸取得到的是浑浊不清的钛液，其不溶性杂质主要是颗粒较大的机械杂质和颗粒较小的胶体杂质。机械杂质是未起反应的钛铁矿物，属于粗分散状态，很容易沉析下来；胶体杂质主要是硅酸铝酸盐等，由于颗粒小，吸附H而带有相同的正电荷，由于同种电荷相斥，胶粒很难接近成比较大的颗粒而沉淀下来，因而具有较高的稳定性。解决的办法是用带负电荷的改性的聚丙烯酰胺胶体进行电性中和，使胶体粒子凝聚沉降而除去。但是由于胶体沉降不完全，经过硫酸亚铁的过滤后，仍有一些穿滤而存在于钛液中，必须用带有木炭粉为助滤层的板框压滤机进行压滤，直到检测滤液的澄清度合格为止. 3除铁杂质 在钛铁矿中，非钛杂质最多的是铁，并以二价和三价两种状态存在。将钛铁矿与硫酸作用，即生成FeSO和(SO)。由于FeSO只有在pH值大于6.5时才开始水解，因此在钛液水解过程中，因钛液的酸性较大，FeSO就始终保持溶解状态，在偏钛酸洗涤时得以除去。而Fe(SO)在pH值为1.7的酸性溶液中即开始水解生成Fe(OH)沉淀，其混杂在偏钛酸中，煅烧时即生成红棕色的FeO而使成品不够纯白。所以应用铁屑把Fe(SO)还原为FeSO。为了保证钛液中的三价铁全部还原为二价铁，还原反应还应略为过度，此时钛液中就有小部分四价钛还原为三价钛。三价钛的存在就可保证三价铁还原完全，可避免三价铁水解生成Fe(OH)进而影响产品白度。经过还原，钛液中全部是FeSO，此时冷冻钛液，Fe即达到过饱和状态而大量结晶析出，过滤即可除去大部分铁钛液中剩下的未结晶的FeSO，待水解生成偏钛酸进行水洗时，用水洗除去。由于滤饼的FeO质量分数超过90×10时，产品白度将受到影响。所以可采取漂白措施使FeO质量分数降低到30×10，并进一步除去痕量的钒、铬、铜等杂质。 [查看全文]
- 国外所有大型的钛白粉生产商都拥有完整的钛白产品应用实验室，产品都有详细的应用指南，有完善的售后服务体系，杜邦还拥有自己的涂料、塑料等涉及到钛白粉应用领域的企业。钛白行业要具有国际竞争力，必须借鉴国外企业的成功经验，要建立并完善好自己的钛白粉应用实验室，要将销售人员与技术人员有机结合，充分解决用户使用过程中存在的问题。目前，国内在钛白应用领域还不具备完全独立自主研发的技术力量，可以选择与国内大型的钛白粉用户合作，派遣相关技术人员学习交流，完善钛白粉应用与售后体系。 [查看全文]
- 遮盖力是指当一物体涂以某种涂料时，涂料中颜料能遮盖被涂物体表面的底色，使这底色不能再透过涂料而显露出来的能力。 遮盖力=颜料质量（g）/被涂物体表面积（cm<SUP>2</SUP>） 颜料遮盖力越大，则这个数值便越小。影响颜料遮盖力的主要因素有以下几个方面： 1）料晶体本身的折射率。 钛白粉的折射率是白色颜料中最高的，因此从理论上来说它的折射率也是最高的。 2）颜料粒度的大小，颗粒结构的分散程度也影响遮盖力。 在大于可见光半波波长的范围内，粒径越细，颗粒结构越光滑，分散性越好，则遮盖力便越大，但它有一定限度。平均颗粒为0.2ｕm时，遮盖力最大。小于可见光波长一半时，则由于晶粒对光的透明性，使遮盖力反而下降。由于可见粒子过大过小都不好。常见白色颜料的遮盖力的相对值： 颜料名称 遮盖力相对值 颜料名称 遮盖力相对值 金红石钛白粉 100 氧化锌 14 锐钛型钛白粉 78 三氧化锌 14 硫化钡 38 碳酸铅 10 立德粉 18 硫化铅 9 [查看全文]
- 分散是进行钛白颗粒表面包膜处理的前提，理想的分散是颗粒呈原级粒子分散的状态，这样膜才可能包覆在原级颗粒上，否则，由于分散不佳，膜包覆在絮凝团外围，当絮凝团经受超微粉碎后，膜将是残缺不全，不能达到预期的效果。 分散的过程首先是将前粉碎（雷蒙磨）后的物料（或者是氧化料）加入除盐水中制成浆料，通过搅拌进行分散，为了提高分散效果，需要加入分散剂。通常情况下，分散的难度TiO2浓度有关，因此，仅从分散角度考虑，降低浓度有益于分散。但是，后道工序的状况必须予以考虑，当后续工序直接为包膜时，则浓度只要满足包膜工艺要求即可；当后续工序接湿磨时，则必须充分考虑有利于湿磨的条件。 为了提高研磨效果，宜提高物料的浓度。过去预分散浆液的浓度控制在30%左右，现在已提高至40%，国外还有更高的浓度。在满足物料流动性能的情况下，提高浓度是有益的。为了确保设备的完全，物料的研磨时间不宜过长，当确实需要时，要采取外置冷却及串联等措施。 湿磨的设备通常采用砂磨机，该设备能耗高，投资大，但分散功能显著，还能改善粒子的形状，因而在大多数后处理的装置中均采用这一设备。砂磨机在国内有多家生产厂，产品广泛用于油漆、涂料行业，但用于钛白生产的砂磨机还很少，且设备规格相对较小，对于万吨级的钛白生产装置而言，宜采用引进的大型砂磨机。砂磨机有立式和卧式之分，立式为常压操作，卧式可在一定的压力下运行。这两种形式在国外钛白的生产中均有采用。砂磨机的筒体应该是耐磨金属材料，也可以是耐磨非金属材料，考虑到筒体的磨蚀可能产生对产品的污染，应以耐磨非金属材料为佳。砂磨机的工质有砂或珠，对这些工质的要求是具有耐磨性和具有较高的密度。较合适的砂为渥太华砂，砂粒直径小于1mm。 砂磨机的研磨效果是选择砂磨机的基本要求，对于二氧化钛的半成品（雷蒙后的料或氧化料）粒径要求小于325目，对于高质量的钛白产品，经研磨后的粒子较以往重力沉降分级控制的5μm有了较大的提高，要求达到1μm以下，这对仅仅是采用搅拌而言是难以达到的，而对于引进砂磨机而言，则基本都能满足要求。对于砂磨机的生产能力的标定，由于国内生产厂家的经验不多，国外运行数据也掌握得较少，再加上与物料的特性以及预分散状况等因素有关，因此很难一概而论，习惯上一些厂家用停留时间来确定能力，但涉及对物料的浓度以及研磨状态的好坏等因素，用停留时间来标定就显得不太科学，取而代之的是研磨注入的能耗，对于卧式砂磨机而言，其研磨能耗（制造厂推荐）约为40kW.h.tTiO2，亦即通过砂磨机的实耗功率除以单位产品的能耗值得到砂磨机的生产能力。对于立式砂磨机，其研磨能耗（制造厂推荐）约为80kW.h/tTiO2。表面看来，卧式和立式砂磨机生产能力相差很大，实际上，砂磨机的生产能力应根据物料特性和研磨要求来确定，必要时，应进行试验测定。 在砂磨以后，浆料中TiO2的颗粒已得到了较好的分散，这种分散的状况已能满足包膜的要求。但是，在砂磨的过程中，砂或球的磨蚀是客观存在的，甚至有时会出现破碎的可能，当砂或球的粒径小于一定尺寸时，则会随着物料流出的砂磨机，这些颗粒没有颜料性能，混入产品则会对质量产生影响，同时也会影响后续加工设备，甚至可能造成设备的损坏，为此需要将这些杂质颗粒除去。 [查看全文]
- LiCoO2是商品化锂离子电池最早使用的正极材料，因其具有易于合成，电压平台高，比能量适中，循环性能好等优点，仍为锂离子电池的主流正极材料。但由于其结构固有的特点，LiCoO2在生产加工过程中，很容易被氧化，从而使其容量急速衰退，存在过充安全隐患。 在LiCoO2正极材料中惨杂纳米级钛白粉，可以有效的阻止LiCoO2的氧化，从而提高其容量及循环稳定性,特别是循环时放电电压平台的稳定性，可有效提高电池在多次充放电过程中的电化学稳定性和热稳定性，电池在使用过程中更稳定、更耐用。 (1)在LiCoO2表面掺杂电化学性能相对稳定的纳米级钛白粉后，降低了LiCoO2表面氧的活性，减少了其与电解液的接触面积，抑制了LiCoO2中Co在电解液中的溶解，避免电池容量的衰退，增加锂电池的稳定性; (2)在钴酸锂表面，适量的纳米级钛白粉可以疏松状存在，降低了粒子间应力及循环过程中所造成的结构和体积的微小应变，增加电池的稳定性。 (3)纳米二氧化钛掺杂降低了LiCoO2在充放电过程中的极化，使材料具有更高的放电电压及更平稳的放电效果。 (4)纳米级钛白粉掺杂到钴酸锂中，可以有效抑制LiCoO2在充放电循环过程中的电化学阻抗的增加，有利于降低电池的容量衰减，提高高温循环性能，提高电池的电化学性能。 [查看全文]
- 纳米级钛白粉的功能及用途 纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米二氧化钛还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与食品接触，所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中。 1.杀菌功能 在紫外线作用下，以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高；用TiO2光催化氧化深度处理自来水，可大大减少水中的细菌数，饮用后无致突变作用，达到安全饮用水的标准。在涂料中添加纳米级钛白粉可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料，可应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌，防止感染。因此，纳米纳米二氧化钛能净化空气，具有除臭功能。 1）纳米二氧化钛抗菌特点： 1 对人体安全无毒，对皮肤无刺激性。 2 抗菌能力强，抗菌范围广。 3 无臭味、怪味，气味小。 4耐水洗，储存期长。 5热稳定性好，高温下不变色，不分解，不挥发，不变质。 6即时性好，纳米级钛白粉抗菌剂仅需1h就能发挥效果，而其他银系抗菌剂效果则需约24h。 7纳米二氧化钛是一种永久性维持抗菌效果的抗菌剂。 8具有很好的安全性，科用于食品添加剂等，与皮肤接触无不良影响。 2）纳米级钛白粉的抗菌原理： 纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。由于纳米二氧化钛的电子结构特点为一个满 TiO2的价带和一个空的导带 ,在水和空气的体系中 , 纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线的照射下 ,当电子能量达到或超过其带隙能时 ,电子就可从价带激发到导带 ,同时在价带产生相应的空穴 ,即生成电子、空穴对 ,在电场的作用下 ,电子与空穴发生分离 ,迁移到粒子表面的不同位置 ,发生一系列反应 : TiO2 + hν e－ —— + h＋ H2O + h＋ —— ·OH+ H＋ O2 +e－ —— O－2 · O－2 ·+ H＋ —— HO2· 2HO2· —— O2 + H2O2 H2O2 +O－2 · —— ·OH+OH－ +O2 吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘获电子形成O2 ·, 生成的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应(氧化) ,同时能与细菌内的有机物反应 ,生成 CO2和 H2O;而空穴则将吸附在 TiO2 表面的 OH 和H2O氧化成·OH,·OH 有很强的氧化能力 ,攻击有机物的不饱和键或抽取 H原子产生新自由基 ,激发链式反应 ,最终致使细菌分解。 TiO2 的杀菌作用在于它的量子尺寸效应 ,虽然钛白粉(普通 TiO2)也有光催化作用 ,也能够产生电子、空穴对 ,但其到达材料表面的时间在微秒级以上 ,极易发生复合 ,很难发挥抗菌效果，而达到纳米级分散程度的 TiO2 ,受光激发的电子、空穴从体内迁移到表面 ,只需纳秒、皮秒、甚至飞秒的时间 ,光生电子与空穴的复合则在纳秒量级 ,能很快迁移到表面 ,攻击细菌有机体 ,起到相应的抗菌作用。 万景牌纳米二氧化钛（同VK-TG01）具有很高的表面活性，抗菌能力强，产品易于分散。经试验表明，万景牌纳米二氧化钛（同VK-TG01）对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和曲霉菌等具有很强的杀菌能力，已广泛应用于纺织、陶瓷、橡胶、医药等领域的抗菌产品，深受广大用户的欢迎。 3）国内外对纳米二氧化钛抗菌性的研究及应用实例 1 农田抗菌剂：日本开发了一种新型无菌杀菌剂。其主要成分为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和银、铜等离子，可用于土壤中，对所有的细菌都有很强的抗菌性。改杀菌剂是陶瓷类微量混合金属离子，并在含有相同离子的催化剂作用下，具有使土壤中的氧活化之功能，该功能能持续时间长达2-5年。 2 卫生陶瓷洁具：陶瓷的烧结温度很高，故只能添加高温下稳定的无菌抗菌剂。日本最近开发出的用纳米二氧化硅包覆的抗菌陶瓷用品。其制造工艺是先将纳米二氧化钛加水制成浆料涂在陶瓷表面上，高温烧结即得到1微米厚的光催化纳米二氧化钛薄膜产品。在光照射下，就能完全杀死其表面的细菌。微量在微弱光下也有抗菌性，可在纳米二氧化钛浆料中加银、铜等离子化合物。这种陶瓷的持久性、耐酸和耐碱行好，是医药、宾馆、家庭浴缸、地砖、卫生设施等抗菌除臭的理想陶瓷。 3 水处理：美国德克萨斯大学研究人员利用纳米二氧化钛和太阳光进行灭菌。他们将大肠杆菌和纳米二氧化钛混合液在大于380nm的光线照射下，发现大肠杆菌被迅速杀死。这种技术有可能成为目前用氯化方法水处理的代用技术。 4新型抗菌荧 光灯：日本制作新开发了具有抗菌作用的信息荧光灯，并于1997年商品化。这种灯寿命长，节能，应用前景广阔。该等表面涂布了光催化杀菌剂纳米二氧化钛能分解等表面的油渍、空气中的菌类异臭等。清扫胜利，且具有防止灯光发暗的效果。 5抗菌纤维：抗菌纤维和除臭纤维是信息的功能纤维，这些是将纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌等微粉掺入天然、人工聚合物或长丝中，再纺制出各种抗菌和除臭纤维。抗菌纤维具有优良的保健功能。 6 抗菌建材和抗菌涂料：据报道，抗菌钛可杀死周围的菌类，具有抗菌、防锈、分解异臭、防污、减少二氧化氮含量等功能。不仅能将房间内新建材、粘结剂等产生的甲醛、吸烟产生的乙醛、家庭灰尘等产生的甲硫醇等有机异臭在紫外线照射下分解而消除掉，还能分解油分和有机物的表面污染。对油膜带3日照射就可以明显减少，5日照射就不留痕迹。对有机染料经3日照射，颜色就可消退。利用这种性能，可将抗菌钛用作外壁和内墙装饰材料。 在建筑物的屋顶和外墙上、医院手术室的手术台和墙壁上常附着细菌如果涂刷光催化纳米二氧化钛涂层或墙砖，在阳光或室内弱光照射下，细菌能很快消灭。而且，经雨水冲刷科随时把氧化分解后的污垢物冲刷掉。 7杀灭口腔微生物：纳米二氧化钛能杀灭S.Mutans株AHT(血清型)，还能杀灭仓鼠属链球菌SH-6、鼠属链球菌FA-1和黏性放线菌ATCC-19246。研究表明，纳米二氧化钛粒度越细、分散性越好、比表面积越大，杀菌效果越好。 2.2防紫外线功能 纳米氧化钛既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。 纳米氧化钛的抗紫外线机理： 按照波长的不同,紫外线分为短波区190～280 nm、中波区280～320 nm、长波区320～400nm。短波区紫外线能量最高,但在经过离臭氧层时被阻挡,因此,对人体伤害的一般是中波区和长波区紫外线。 纳米氧化钛的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒,防晒能力较弱;随着粒径的减小,光线能透过纳米二氧化钛（同VK-T25）的粒子面,对长波区紫外线的反射、散射性不明显,而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线,主要吸收中波区紫外线。 由此可见, 纳米氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样,对长波区紫外线的阻隔以散射为主,对中波区紫外线的阻隔以吸收为主。 纳米氧化钛在不同波长区均表现出优异的吸收性能，与其他有机防晒剂相比，纳米二氧化钛（同VK-T25）具有无毒、性能稳定、效果好等特点。日本资生堂应用10-100nm的纳米二氧化钛作为防晒成分添加于口红、面霜中，其防晒因子可大SPF11-19。 纳米二氧化钛由于粒径小,活性大,既能反射、散射紫外线,又能吸收紫外线,从而对紫外线有更强的阻隔能力。与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比，万景牌纳米氧化钛在紫外区的吸收峰更高，更可贵的是它还是广谱屏蔽剂，不象有机紫外线防护剂那样只单一对UVA或UVB有吸收。它还能透过可见光，加入到化妆品使用时皮肤白度自然，不象颜料级TiO2，不能透过可见光，造成使用者脸上出现不自然的苍白颜色。 利用纳米TiO2的透明性和紫外线吸收能力还可用作食品包装膜、油墨、涂料、纺织制品和塑料填充剂，可以替代有机紫外线吸收剂，用于涂料中可提高涂料耐老化能力。 2.3光催化功能 万景牌的纳米二氧化钛采用液相法制备出的二氧化钛具有粒子团聚少、化学活性高，粒径分布窄、形貌均一等特性，具有很强的光催化性能，已广泛应用于环保中。 （1）气体净化 环境有害气体可分为室内有害气体和大气污染气体。室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛及生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢及氨气等。纳米二氧化钛通过光催化作用可将吸附于其表面的这些物质分解氧化，从而使空气中这些物质的浓度降低，减轻或消除环境不适感。 另外，TiO2在光照下对环境中微生物的抑制或杀灭作用，因此，纳米级钛白粉能净化空气，具有除臭功能。 （2）对有机废水的处理，效果十分理想。 纳米二氧化钛复合材料对有机废水的处理，效果十分理想。以TiO2为光催化剂，在光照的条件下，可使水中的烃类、卤代物、羧酸等发生氧化-还原反应，并逐步降解，最终完全氧化为环境友好的CO2和H2O等无害物质。杭州万景新材料有限公司采用新型纳米二氧化钛载银复合催化剂，对印染和精炼废水生化处理后的出水进行深度处理，光照120min后，印染和精炼废水的CODcr去除率分别为75.3%和83.4%。经研究表明，在太阳光照射下用多孔纳米TiO2薄膜处理水溶液中的敌敌畏有很好的效果。除此之外，纳米二氧化钛还可有效地用于含CN—的工业废水的光催化降解。 （3）处理无机污水 除有机物外，许多无机物在TiO2表面也具有光学活性，例如无机污水中的Cr6+接触到TiO2催化剂表面时，能够捕获表面的光生电子而发生还原反应，使高价有毒的Cr6+降解为毒性较低或无毒的Cr3+，从而起到净化污水的作用；一些重金属离子如Pt4+，Hg2+，Au3+等，在催化剂表面也能够捕获电子而发生还原沉淀反应，可回收污水的无机重金属离子。 2.4 防雾及自清洁功能 TiO2薄膜在光照下具有超亲水性和超永久性，因此其具有防雾功能。如在汽车后视镜上涂覆一层氧化钛薄膜，即使空气中的水分或者水蒸气凝结，冷凝水也不会形成单个水滴，而是形成水膜均匀地铺展在表面，所以表面不会发生光散射的雾。当有雨水冲过，在表面附着的雨水也会迅速扩散成为均匀的水膜，这样就不会形成分散视线的水滴，使得后视镜表面保持原有的光亮，提高行车的安全性。 纳米二氧化钛具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形成水珠，而且纳米二氧化钛（同VK-TG01）在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米TiO2薄层，利用氧化钛的光催化反应就可以把吸附在氧化钛表面的有机污染物分解为CO2和O2，同剩余的无机物一起可被雨水冲刷干净，从而实现自清洁功能。日本东京已有人在实验室研制成功自洁瓷砖，这种新产品的表面上有一薄层纳米二氧化钛，任何粘污在表面上的物质，包括油污、细菌在光的照射下，由于纳米二氧化钛的催化作用，可以使这些碳氢化合物物质进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。纳米TiO2光催化作用使得高层建筑的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖、汽车后视镜及前窗玻璃的保洁都可很容易地进行。 2.5纳米二氧化钛可作为锂电池、太阳能电池原料 纳米二氧化钛添加到锂电池里，可提高锂电池容量及循环稳定性,特别是循环时放电电压平台的稳定性，可有效提高电池在多次充放电过程中的电化学稳定性和热稳定性，电池在使用过程中更稳定、更耐用。 2.6 纳米二氧化钛用在纺织上可以替代PVA 在纤维纺织成纱的过程中，为了减少经纱断头必须上浆。我国从上世纪五六十年代开始使用的浆料PVA为高分子化合物，在自然环境中很难降解。因此在欧洲部分国家被列为“不洁浆料”，已经被明令禁止使用。欧盟对PVA的限制，也将是我国棉纺织品出口绿色贸易壁垒的关注重点。开发绿色环保浆料，取代难降解的PVA是国内纺织行业一直寻求的“破壁”目标。 纳米二氧化钛用在纺织浆料里面，通过与淀粉的完美结合，提高纱线的综合织造性能，减少PVA的用量，煮浆时间短，降低了浆料成本，提高浆纱效益，也解决了PVA浆料不易退浆、环境污染等诸多问题。纳米级钛白粉在纱线里主要是替代PVA,起到贴顺毛羽，填补缺口，润滑的作用。 2.7.其它功能 纳米级钛白粉对某些塑料、氟里昂及表面活性剂SDBS也具有很好的降解效果。 还有人发现，TiO2对有害气体也具有吸收功能，如含TiO2的烯烃聚合物纤维涂在含磷酸钙的陶瓷上可持续长期地吸收不同酸碱性气体。 鉴于以上功能，纳米二氧化钛具有非常广阔的前景。对它的研究和利用会给人们的生活带来巨大改变。 [查看全文]
- 纳米二氧化钛能用在化妆品里面吗？ 紫外线是太阳光中对人体危害较大的一种光波。过度照射紫外线,会使皮肤产生红斑、黑斑,使皮肤老化,严重的会引发皮肤癌。近年来,随着人们对紫外线认识的提高及保健意识的增强,防晒型化妆品的开发、应用逐渐成为一个科研热点。纳米二氧化钛 VK-T02由于具有高折光性和高光活性,一直被作为一种主要的防晒剂。纳米二氧化钛 因有着更为优越的性能而被广泛重视,被用于新型、优质防晒化妆品的研究和开发,逐步显示其特殊的优越性和广阔的应用前景。 0563-2062192 1 纳米二氧化钛 的防晒机理 按照波长的不同,紫外线分为短波区190～280 nm、中波区280～320 nm、长波区320～400nm。短波区紫外线能量最高,但在经过离臭氧层时被阻挡,因此,对人体伤害的一般是中波区和长波区紫外线。 纳米二氧化钛 的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒,防晒能力较弱;随着粒径的减小,光线能透过纳米二氧化钛 的粒子面,对长波区紫外线的反射、散射性不明显,而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线,主要吸收中波区紫外线。 由此可见, 纳米二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样,对长波区紫外线的阻隔以散射为主,对中波区紫外线的阻隔以吸收为主。 纳米二氧化钛 由于粒径小,活性大,既能反射、散射紫外线,又能吸收紫外线,从而对紫外线有更强的阻隔能力。 2 纳米二氧化钛的防晒性能及应用前景 由于紫外线对人体有很大的危害性,发达国家近些年来比较重视防晒产品的研究、开发,相继推出了多种多样的抗紫外纤维、塑料、薄膜、涂料,以及防晒膏霜、粉底、口红、摩丝、火局油膏等防晒化妆品。我国近年来也加大了防晒化装品的研究和生产。 但以往防晒剂多为二苯甲酮类、邻氨基苯甲酮类、水杨酸酯类、对氨基苯甲酸类、肉桂酸酯类等有机化合物,因而不稳定、寿命短,并且副作用较大,具有一定的毒性和刺激性,如果添加过量,会产生化学性过敏,甚至可能导致皮肤癌。 而纳米二氧化钛 VK-T02为无机成分,具有优异的化学稳定性、热稳定性及非迁移性和较强的消色力、遮盖力,较低的腐蚀性,良好的易分散性,并且无毒、无味、无刺激性,使用安全,还兼有杀菌除臭的作用。更为重要的是,如前所述,纳米二氧化钛既能吸收紫外线,又能发射、散射紫外线,因此抗紫外线的能力强,与同样剂量的有机抗紫外剂相比,它在紫外区的吸收峰更高;而且纳米二氧化钛对中波区和长波区紫外线均有阻隔作用,不象有机抗紫外剂只是单一对中波区或长波区紫外线有屏蔽作用。特别是由于其颗粒较细,制成品透明度高,能透过可见光,加入化妆品使用时皮肤白度自然,克服了有的有机物或颜料级二氧化钛不透明,使皮肤呈现不自然的苍白色的缺点。0563-2062192 正因为如此, 纳米二氧化钛很快被广泛重视并逐步取代一些有机抗紫外剂,成为当今防晒化妆品中性能优越一种物理屏蔽型抗紫外剂。 随着人们生活水平的提高和国际竞争的加剧,安全、高效防晒型化妆品的研究、开发力度将逐步加大。目前,发达国家的防晒型化妆品市场已显现出强大的生命力。1999 、2000 年,美国的年销售额已分别达7. 37 、7. 65 亿美元,英国达2. 45 、2. 70 亿美元,而且近年来分别以20 %、10 %以上的速度增长,其中纳米二氧化钛的用量也逐年大幅度增长。日本抗紫外化妆品中纳米二氧化钛的年需求量在1 000 t 以上,纺织、塑料、橡胶制品中的用量更大。 从防晒化妆品的发展趋势来看,一是无机防晒剂代替有机防晒剂,二是仿生防晒。后者成本较大,目前难以推广,前者价格适中,且防晒性能优越,因而被普遍看好。尤其是纳米二氧化钛 由于具有较为优越的性能和应用前景,因而发展势头和市场潜力较好。 3 纳米二氧化钛在防晒化妆品中的应用选择 3. 1 晶型的选择 常用二氧化钛属正方晶体,其晶型有金红石型及锐钛矿型两种,前者可通过后者煅烧制得,因而晶格结构更完善,在热力学上更为稳定。 从折光率来看,金红石型为2. 7 ,锐钛矿型为2. 3 ,因此,金红石型对紫外线的发射、散射能力较强,而吸收力较弱。 通过对其表面进行研究,结果发现,在有氧气存在的情况下,金红石型的光活性比锐钛矿型的弱。这可能由于:1)金红石型产生电子2空穴对速率较快,更容易以热量或其它形式释放光能;2) 金红石型在热处理时逐渐失水,减少了表面羟基;3) 金红石型的氧气交换能力较弱,较不易吸收氧气。 因此,从保持稳定、增强屏蔽作用、减少二氧化钛光活性、降低其光危害性的角度出发,在化妆品中应尽量采用金红石型二氧化钛。 3. 2 粒径的选择 纳米二氧化钛微粒的大小与其抗紫外能力密切相关。当其粒径等于或小于光波波长的一半时,对光的反射、散射量最大,屏蔽效果最好。紫外线的波长在190～400 nm 之间,因此纳米二氧化钛 VK-T02的粒径不能大于200 nm , 最好不大于100nm。但是,也不是颗粒越小越好,粒度太小容易团聚,不利于分散,还易于堵塞皮肤的毛孔,不利于透气和汗液的排除。一般说来,当其粒径在30～100 nm 之间时,对紫外线的屏蔽效果最好,同时能透过可见光,使皮肤的白度显得更富自然美。因此,最好设法将化妆品用二氧化钛的大小控制在此范围内。 纳米级钛白粉 由于有着较高的折光性和光活性,因而成为一种性能优越的新型防晒剂,在防晒化妆品的应用中具有较好的发展前景。 [查看全文]
- 目前纳米钛白粉的制备方法大致可分为两类，即气相法和液相法。 其中气相法包括气相氧化法和气相水解法。气相氧化法是将高纯度的四氯化钛高温下氧化，生成非常光亮的纳米二氧化钛，它适合大规模生产，但副产物的腐蚀性强，投资大，设备结构复杂，材料要求耐高温、耐腐蚀，研究开发难度大；气相水解法是将高纯度的四氯化钛在氢焰中进行高温水解而制得纳米二氧化钛，它具有产品纯度高，工艺复杂和投资大的特点。 液相法包括均匀沉淀法、萃取法、溶胶-凝胶法等。 均匀沉淀法以硫酸法制备钛白粉工艺的中间产物——钛液为原料，外加金红石型二氧化钛晶种为促进剂，以十二烷基磺酸钠为表面活性剂，尿素为沉淀剂，制备出纳米金红石型二氧化钛粒子；萃取法也以硫酸法钛白生产过程的中间产品——钛液为原料，采用萃取法将二氧化钛转为有机物溶胶，再将此溶胶蒸馏制成纳米钛白粉体；溶胶-凝胶法一般以钛醇盐及无水乙醇为原料，加入少量水及不同的酸或有机聚合添加剂，经搅拌、陈化制成稳定的涂膜溶胶，再利用溶胶将二氧化钛附着在各种载体上。 总的来讲，液相法较易控制纳米钛白的粒径，但生产周期长，产量低。由于纳米二氧化钛粉末的强极性，在极性介质中易于凝聚，从而影响其优异性能的发挥。因此，在实际应用中，必须对纳米二氧化钛粉末进行表面处理，这也是纳米钛白工业化生产中必不可少的关键步骤，并直接影响产品的应用范围。目前的处理措施是在其表面包覆一层无机物或有机物膜以避免粉末粒子的团聚，今后的研究重点在于选择合适的修饰剂、在通常条件下表面包覆的实现以及化学原理的理论研究等方面。 不断揭示新的特性纳米技术是未来全球科技发展的九大关键技术之一，与其他纳米材料一样，纳米钛白由于其单个粒子的尺寸极小，比表面能大，粒子极易团聚，因此纳米钛白的分散性问题依然是未来相当一段时间内急待解决的技术核心，这也是纳米钛白研究的关键技术之一。另外纳米钛白在环保、塑料、涂料等相关领域中的应用技术的开发同样具有重大意义。相信随着人们对纳米钛白特殊性能及应用领域的不断揭示，它必将显示出越来越广泛的发展前景。 [查看全文]
- 一、纳米材料释意 所谓“纳米材料”必须符合以下两个条件：第一，材料粒径小于100nm；第二，材料较之前出现新的特性。 二、纳米技术在涂料中的应用 纳米技术在涂料产品中的完美应用，主要包括内墙、外墙、抗菌乳胶漆、底漆等几十个品种。产品性能得到大大的提高：纳米特有的双疏性，不粘水，不粘油，耐洗刷达上万次；超强附着力和弹性，不空鼓，不起皮，不开裂；纳米材料紫外线屏蔽功能，大大提高了耐老化性，长久不褪色，使用寿命达十几年；独特的光催化作用、自洁功能，可防霉杀菌，净化空气。 根据涂料应用场合： 1、外墙涂料 若用户需提高涂料的抗老化、耐擦洗、抗沾污性能，对于中高档涂料，建议单用或与结合使用。前者加量为1—5%，后者加量为纳米氧化钛为0.5-3%,纳米硅为0.5—2%，对于中低档涂料，纳米材料加量为1-2%，主要用纳米氧化硅，不用或少用纳米氧化钛。一般而言，在成本允许范围内纳米材料用量尽可能用高的百分比，在对成本有严格控制的情况下，建议客户通过试验确定最佳的纳米材料添加量使之有着很好的性价比。 2、内墙涂料 若用户对室内空气质量有较高要求时，可用纳米氧化钛或米负离子粉来净化空气，用纳米抗菌材料或用纳米氧化锌来提高抗菌、防霉性能。用户可通过结合使用纳米氧化钛和纳米氧化硅来提高涂料的流平性、抗沾污性能和增稠性能，建议用量（1—3%），单用，复合皆可，采用负离子和锐钛型纳米氧化钛可以提高涂料净化空气的能力。 3、特殊涂料 ①抗静电涂料，用于机房等抗静电要求高的场所； ②耐磨涂料，采用纳米氧化锆、纳米氧化钴等可显著提高涂料的硬度和耐磨性； ③耐腐蚀涂料，纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锌单独或组合使用可提高涂料的抗腐蚀性能，尤其是抗海水腐蚀能力； ④防火涂料，如果对涂料的防火性能有要求时，建议使用纳米氧化镁，添加量分别为0.5-5%。 三、在涂料中常用的几种纳米材料 纳米材料 建议添加量 作用 纳米级氧化钛 0.5-3% 增强抗紫外、光催化触媒、抗菌材料、空气清洁 纳米级氧化硅 0.5-2% 增稠、提高悬浮性、抗腐蚀性 纳米级氧化锌 0.5-3% 增强涂料强度和致密性、粘合性、光洁度 纳米抗菌材料 0.5-2% 抗菌、防霉 纳米级氧化铝 0.5-3% 增强耐磨、耐水性能 纳米级氧化镁 0.5-5% 防火性能 四、纳米材料在涂料中的建议分散方法 在低速搅拌状态下，先将一定量的纳米材料按所需量缓缓倒入去离子水中，并加入适当的分散剂，边加料边搅拌，待全部材料加完后，高速乳化或分散半小时，再与涂料体系相混，中速搅拌一段时间即可。客户亦可按自己的分散工艺进行。 一、纳米材料释意 所谓“纳米材料”必须符合以下两个条件：第一，材料粒径小于100nm；第二，材料较之前出现新的特性。 二、纳米技术在涂料中的应用 纳米技术在涂料产品中的完美应用，主要包括内墙、外墙、抗菌乳胶漆、底漆等几十个品种。产品性能得到大大的提高：纳米特有的双疏性，不粘水，不粘油，耐洗刷达上万次；超强附着力和弹性，不空鼓，不起皮，不开裂；纳米材料紫外线屏蔽功能，大大提高了耐老化性，长久不褪色，使用寿命达十几年；独特的光催化作用、自洁功能，可防霉杀菌，净化空气。 根据涂料应用场合： 1、外墙涂料 若用户需提高涂料的抗老化、耐擦洗、抗沾污性能，对于中高档涂料，建议单用或与结合使用。前者加量为1—5%，后者加量为纳米氧化钛为0.5-3%,纳米硅为0.5—2%，对于中低档涂料，纳米材料加量为1-2%，主要用纳米氧化硅，不用或少用纳米氧化钛。一般而言，在成本允许范围内纳米材料用量尽可能用高的百分比，在对成本有严格控制的情况下，建议客户通过试验确定最佳的纳米材料添加量使之有着很好的性价比。 2、内墙涂料 若用户对室内空气质量有较高要求时，可用纳米氧化钛或米负离子粉来净化空气，用纳米抗菌材料或用纳米氧化锌来提高抗菌、防霉性能。用户可通过结合使用纳米氧化钛和纳米氧化硅来提高涂料的流平性、抗沾污性能和增稠性能，建议用量（1—3%），单用，复合皆可，采用负离子和锐钛型纳米氧化钛可以提高涂料净化空气的能力。 3、特殊涂料 ①抗静电涂料，用于机房等抗静电要求高的场所； ②耐磨涂料，采用纳米氧化锆、纳米氧化钴等可显著提高涂料的硬度和耐磨性； ③耐腐蚀涂料，纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锌单独或组合使用可提高涂料的抗腐蚀性能，尤其是抗海水腐蚀能力； ④防火涂料，如果对涂料的防火性能有要求时，建议使用纳米氧化镁，添加量分别为0.5-5%。 纳米材料 建议添加量 作用 纳米级氧化钛 0.5-3% 增强抗紫外、光催化触媒、抗菌材料、空气清洁 纳米级氧化硅 0.5-2% 增稠、提高悬浮性、抗腐蚀性 纳米级氧化锌 0.5-3% 增强涂料强度和致密性、粘合性、光洁度 纳米抗菌材料 0.5-2% 抗菌、防霉 纳米级氧化铝 0.5-3% 增强耐磨、耐水性能 纳米级氧化镁 0.5-5% 防火性能 三、纳米材料在涂料中的建议分散方法 在低速搅拌状态下，先将一定量的纳米材料按所需量缓缓倒入去离子水中，并加入适当的分散剂，边加料边搅拌，待全部材料加完后，高速乳化或分散半小时，再与涂料体系相混，中速搅拌一段时间即可。客户亦可按自己的分散工艺进行。 [查看全文]
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