粉末涂料的重要组成部分--钛白粉由于钛白粉的晶格缺点,使得它在日光特别是紫外线的照射及水等催化剂的作用下被还原为不稳定的三氧化钛,同时释放出初生态氧,这个氧使作为漆基的有机物氧化,发生高分子的断链和降解,变成可溶性或易挥发的物质而破坏了漆膜的连续性,对老化性能有着重要的影响。
锐钛型的单晶由4个钛白粉分子组成,晶格比较大,结合较疏松,晶体排列具有方向性,在多晶的结合体上统一形成类似云母的片状结构,因此在晶格稳定性上较差,相对比度小,晶体硬度小。金红石型钛白粉的单晶是由2个钛白粉分子构成,晶格比较小,结合紧密,且晶格排列没有方向性,而是呈发散性空间排列,多晶的结合体为较为致密的空间网状结构,因此在晶格的稳定性上密度较大,硬度也较大。
钛白粉的催化能力在很大程度上取决于光生电子-空穴对的分离程度,但由于金红石型的钛白粉对氧的吸附能力较锐钛矿型的低,其表面上吸附氧的比例比锐钛晶型的少,表面吸附氧在光催化过程中具有俘获光子作用,既可抑制光生电子-空穴对的复合,也可作为氧化剂氧化已经羟基化了的反应物。金红石型钛白粉能够吸收光,也能激发电子,但复合较快,用于氧化污染的光子率很低。研究表明纯锐钛晶型钛白粉的催化效果比纯金红石型的要好,当混合晶型样品中的锐钛晶型含量较高时催化效果要明显好于纯锐钛矿型的钛白粉。
钛白粉弥补晶格缺点,减少钛白粉直接与空气中的氧气接触,成了提升耐候性的关键。现在工业生产中为了改善钛白粉漆膜的耐候性,在偏钛酸煅烧前添加少量的盐处理剂,或对其进行包膜处理以堵塞其光活化点,隔绝钛白粉与光(紫外线)的直接接触。目前钛白粉的表面改性方式有:硅铝包膜、锆铝包膜等。由于钛白粉是钛白粉经过包膜处理的产物,所以金红石钛白粉中钛白粉的含量并非100%,大约在93%-95%之间,若钛白粉含量偏高,则包膜的程度可能会有所牺牲,致使耐老化性能减弱,若钛白粉含量偏低,则钛白粉的遮盖率偏低,也会降低涂层的耐候性。
钛白粉在粉末涂料中起着颜料、填料的作用,对耐候性有着至关重要的作用。在使用钛白粉时需要关注钛白粉的金红石晶型转化率、钛白粉含量、包膜物质等信息。在金红石晶型转化率98%时,一般涂层在自然暴晒环境下,2年左右时会出现轻微的粉化现象,以后保光率基本保持不变,会出现轻微粉化现象,涂层无锈迹、脱落现象,不影响涂层对基材的保护。
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