中國粉體網訊 鈦白粉學名為金紅石型二氧化鈦（TiO2），是一種白色無機顏料，具有最佳的不透明性、無毒、最佳的光亮度和白度，被認為是世界上最好的一種白色無機顏料。2016年的鈦白粉瘋漲，2017年，環保風暴升級，對礦山企業全面稽查，停工停產是常態，原材料供應更為緊張，促使鈦白龍頭相繼提價，鈦白粉市場“漲”聲一片。如何降低鈦白粉生產成本、尋求鈦白粉的替代品成為眾多粉企急需解決的難題。
無機填料具有資源豐富，價格低廉，毒性低，易加工等眾多優點，被廣泛用于色母粒填充改性領域，在保證制品各項性能的前提下，有效降低制品的成品。如碳酸鈣、滑石粉、云母粉、硫酸鋇、高嶺土等，其中以碳酸鈣的應用最為廣泛。在鈦白粉連連漲價之下，江西廣源化工有限責任公司做了濕法碳酸鈣代替鈦白粉在ABS母粒中的性能研究。
有研究表明，高嶺土可以代替部分鈦白粉，它可以增加涂料的白度和提供一定的遮蓋性，但替代的量不是很大。高嶺土雖不能替代鈦白，但可以產生協同作用，增加鈦白的有效利用率，減少鈦白的用量。
有部分學者提出用硅微粉部分代替鈦白粉。汪鵬主等將硅微粉-鈦白粉復合粉體應用于乳膠涂料中，涂料的鉛筆硬度較全鈦白粉的乳膠涂料明顯提高。劉宗旺等在不飽和聚酯絕緣漆中添加硅微粉，改善了涂料的吸水率、電氣強度和體積電阻率等。Puig 等研究了粉末涂料添加有機改性的二氧化硅后，在機械和電化學方面表現出優異性能。
高嶺土、碳酸鈣、硅微粉等真的能替代鈦白粉嗎？實際上鈦白粒子的顏料性能通過光學性能體現，光學性能主要取決于TiO2粒子的表面性質，因此，TiO2粒子內核對光學性能幾乎沒有貢獻。如果能使用一種廉價易得的白色材料取代TiO2粒子內核，則鈦白生產成本將大大降低。因此，鈦白替代品材料是指由結晶TiO2和其他材料構成的復合體或復合材料。
鈦白替代品的分類
1.無序混合型二氧化鈦復合顏料：指鈦白粉與其他白色顏料或白色填料經粉體均混而成的復合體材料。該材料中結晶TiO2與復配的其他顏料或填料間靠靜電力、黏附力和范德華力實現微弱結合，復合體顆粒間、結晶TiO2顆粒之間、其他顏料顆粒間團聚現象嚴重。因而，以此形成的鈦白替代品材料的顏料性能較差，使用時對鈦白的取代量較小。
2.有序凝聚型二氧化鈦復合顏料：指鈦白顆粒（結晶TiO2）與其他白色顏料或白色填料之間通過凝聚作用結合而成的復合粉體。
3.二氧化鈦包膜復合顏料：無機材料顆粒表面包覆結晶TiO2層形成無機顆粒- TiO2復合顆粒材料，即二氧化鈦包膜復合材料。這類材料由于表面呈現TiO2性質，因此呈現較好的顏料性能，能以較大比例或完全取代鈦白粉加以應用。與前兩種材料不同，無機顆粒- TiO2復合顆粒材料中以無機材料為主，TiO2比例較低。因此，此類替代品降低TiO2用量和使用成本十分顯著。目前有化學沉淀包膜和粒-粒改性包膜兩種制備方式。
粒-粒包覆改性工藝
粒-粒包覆改性法是強力機械研磨法生產復合鈦白粉的改進工藝，該法以碳酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土和重晶石等白色礦物粉體為包核基體，結晶TiO2（銳鈦礦型和金紅石型）為包膜物，采用白色礦物粉體濕法超細研磨和白色礦物粉體與結晶TiO2濕法共混研磨途徑，通過固體顆粒的分割細化、表面羥基化改造和機械力化學效應導致的粒-粒包覆改性反應等方式制備而成。
粒-粒包覆改性法制備復合鈦白的原則工藝流程
化學沉淀反應-熱處理晶化工藝
化學沉淀反應-熱處理晶化工藝是制備二氧化鈦包膜復合材料的傳統方法，即將鈦鹽水解生成的水合二氧化鈦沉淀包覆在作為基體的無機顆粒表面，然后通過焙燒方式使二氧化鈦晶體化。形成表面具有晶體二氧化鈦改性層的復合顏料。
液相沉積法制備高嶺土表面包覆TiO2的工藝流程
小結
鈦白替代品正是通過廉價的無機非金屬礦物作為內核，在其表面包覆一層TiO2粒子而制得，以降低TiO2用量，進而降低成本。近年來，我國先后開發了以云母、高嶺土、滑石、硅灰石、碳酸鈣等非金屬礦為核心的復合鈦白粉，分別用于化妝品、涂料和造紙等行業。目前，我國復合鈦白粉的研究還處于初級階段，產品性能不佳，一般只能代替鈦白粉的10%~30%，其主要原因是產品的遮蓋力等性能太低。
