一、概述
TC 钛白粉是采用无机材料改性与复合技术，通过在 无机固体颗粒表面涂覆结晶 TiO2 而制备的复合粉体材料。 TC 钛白粉因表面层 TiO2 性质和复合材料的多组分效应的综合而形成 类似二氧化钛颜料的性质。 TC 钛白粉主要原材料中含有部分相对低廉的无机组分，其制备在无污染的清洁反应条件下进行，因此其制造成本与钛白粉相比被较大幅度降低。
TC 钛白粉 可作为白色颜料用于涂料、塑料、造纸、油墨、橡胶等利用钛白粉物理性能的领域，起到改善应用产品性能和降低成本的作用。
TC 钛白粉的制备和应用技术是在 国家自然科学基金项目研究成果基础上，由我公司清华大学博士后、北京大学博士领导的科研小组经过近四年时间，通过扩大实验、生产线模拟实验和用户较大规模应用实验等方式最终研发完成。 TC 钛白粉的制备和应用 项目已通过北京市科委组织的专家鉴定，被评定为达到国际先进水平，并申报了国家发明专利。
TC 钛白粉的制造和应用，可在一定程度上解决钛白粉生产和消费中存在的资源短缺、环境污染、成本增高和钛白应用产品负担过重等问题，因此具有明显的经济和社会效益。
二、制造原理
TC 钛白粉 精选白度高和 结构外型 适宜的无机固体颗粒为基体原料（包核物）， TiO2为包膜物，通过二者分割细化、共混体系均化、表面生成反应基团、粒 - 粒反应改性和形成 TiO2包覆层等工艺制备而成。 TC 钛白粉根据表面层 TiO2的晶型分为 锐钛型（ TCA ）和金红石型（ TCR ）两种 。
TC 钛白粉 的原则工艺为：
三、性能指标
TC 钛白粉性能及相关对比见表 1 ，结果表明了其与钛白接近和远优于其它颜料与填料的特点和优势。
表 1 TC 钛白粉性能及相关对比
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性 能 指 标 |
|
产品名称 |
小于2mm含量，% |
白度， % |
遮盖力g/m2 |
对比率， % |
105℃挥发物,% |
悬浮液 pH 值 |
密度g/m3 |
吸油量g/100g |
45mm筛余物，% |
|
TC 钛白粉
（金红石型） |
>94 |
>95 |
<23 |
>97 |
0.05 |
6.8~9.5 |
3.2 |
<26 |
0 |
|
TC 钛白粉
（锐钛型） |
>93 |
>94 |
<25 |
>95 |
0.05 |
6.8~9.5 |
3.1 |
<28 |
< 0.05 |
|
金红石型钛白 |
>96 |
>95 |
<22 |
>98 |
0.05 |
6~8 |
4.1 |
<25 |
0 |
|
锐钛 型钛白 |
>93 |
>92 |
<25 |
>96 |
0.05 |
6~8 |
3.9 |
30 |
< 0.05 |
|
立德粉 |
|
90 |
50 |
<80 |
|
|
4.3 |
<25 |
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煅烧高岭土 |
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>90 |
>150 |
<75 |
|
|
2.6 |
<35 |
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|
重质碳酸钙 |
|
>92 |
>180 |
<70 |
|
|
2.7 |
<25 |
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四、应用状况
1、TC 钛白粉在建筑涂料中的应用
TC-A 用于建筑内墙涂料
TC 钛白粉（锐钛型，代号 TCA ）用于建筑内墙涂料，以相同比例取代锐钛型钛白粉、或以 1.33 倍钛白粉的比例取代金红石型钛白粉，可保持涂料综合性能基本相同（均达到国家有关标准），并较大幅度降低涂料产品成本。
TCA 和锐钛型钛白粉（ A-YT ）、 金红石型钛白粉（ R-818 ）分别制备内墙涂料的配方
见表 2 ，涂料对比率见表 3 ， 涂料综合性能均达到国标 GB/T9756—2001 要求。 表 2 建筑内墙涂料的组分配方
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组分配方 |
乳液（ BC-02 ） |
水 |
填料 |
颜料 |
助剂 |
总和 |
|
含量 |
配方 1 |
175 |
255 |
345 |
TCA ， 160 |
70 |
1005 |
|
配方 2 |
175 |
255 |
345 |
A-YT ， 160 |
70 |
1005 |
|
配方 3 |
180 |
200 |
360 |
R-818 ， 120 |
140 |
1000 |
表 3 各种颜料 制备内墙涂料的对比率
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颜料及用量， % |
TCA ， 16 |
A-YT ， 16 |
R-818 ， 12 |
|
对比率， % |
91.2 |
91.5 |
94.0 |
TC-R 用于建筑外墙涂料
TC 钛白粉（金红石型，代号 TCR）用于建筑外墙涂料，以1.125倍钛白粉的比例取代金红石型钛白粉单独使用，涂料的耐老化性能提高，其它指标基本不变，涂料制造成本较大幅度降低。
采用乳液 6310 和颜料 TCR 、 R-818 制备外墙涂料的组分配方 列于表4，涂料对比率和耐人工老化性能等指标列于表 5 。
表 4 TCR 和 R-818 制备 建筑外墙涂料的条件配方
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组分名称 |
乳液（ 6310） |
水 |
填料 |
颜料 |
助剂 |
总和 |
|
含量 |
配方 1 |
250 |
232 |
295 |
R-818,160 |
63 |
1000 |
|
配方 2 |
250 |
232 |
295 |
TCR,160 |
63 |
1000 |
|
配方 3 |
250 |
232 |
275 |
TCR,180 |
63 |
1000 |
|
配方 4 |
250 |
232 |
300 |
R-818,100/ TCR,60 |
58 |
1000 |
表 5 TCR 和 R-818 制备 建筑外墙涂料的性能
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性 能 指 标 |
颜 料 及 用 量， % |
|
R-818 ， 16 |
TCR ， 16 |
R-818 ， 10 / TCR ， 6 |
TCR ， 18 |
|
对比率， % |
91.5 |
86.5 |
90.3 |
90.2 |
|
粘度， cp |
20000 |
15600 |
18000 |
18000 |
|
细度， mm |
50 |
50 |
60 |
55 |
|
耐人工 老化性 |
变色 |
750 h ， 2 级 |
|
|
750 h ， 1 级 |
|
粉化 |
750 h ， 1 级 |
|
|
750 h ， 0 级 |
2、TC 钛白粉在塑料色母料中的应用
以聚丙烯（ PP ）为树脂，分别采用 TC 钛白粉（锐钛型 TCA 、金红石型 TCR ）和金红石型钛白粉（ R-818 、 R-902 ）、 锐钛型钛白粉（ YT-A ）为颜料制备色母料，再将色母料添加在 PP 中注塑成样板（厚度 2.5mm ），表征颜料在其中应用性能的样板白度和光密度指标列于表 6 。 表 6 使用各种颜料制备塑料 性能
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性 能 指 标 |
颜 料 名 称 |
|
R-902 |
R-818 |
TCR |
YT-A |
TCA |
|
白度， % |
72.990 |
71.369 |
69.313 |
69.416 |
69.928 |
|
光密度 |
|
0.2418 |
0.1832 |
0.1578 |
0.13 |
结果显示，在相同的条件下，采用 TCA 和 TCR 制备的塑料其性能已分别接近 锐钛型钛白粉和 金红石型钛白粉。 另外，以 TCA 和 TCR 制备母粒和塑料，其分散性和加工性均与钛白粉相同 。这表明了 TC 钛白粉在保持塑料制品性能和降低成本的前提下 代替钛白粉应用的可行性。
3、TC 钛白粉在 PVC 塑料板材中的应用
以聚氯乙烯（ PVC ）为树脂，分别采用 TC 钛白粉（锐钛型 TCA ）和 锐钛型钛白粉（ BA0101 ）为颜料（添加比例 4% ）制备 PVC 成型扣板，其产品主要性能指标列于表 7 。两者相比， 采用 TCA 的扣板其力学性能明显改善，外观特性则接近。因此， TC 钛白粉可 代替钛白粉用于 PVC 制品的制造，即可改善性能，又能降低成本。 表 7 使用各种颜料制备塑料 性能
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性 能 指 标 |
拉伸强度Mp |
断裂伸长率，% |
折弯次数（N） |
密度（g/m3） |
外观颜色 |
透光性 |
|
BA0101为颜料 |
20.17 |
42 |
2-3 次断裂 |
1.723 |
白色 |
略微透光 |
|
TCA 为颜料 |
22.14 |
48 |
3-4 次断裂 |
1.703 |
白色略显青 |
稍显透光 |
此外， TC 钛白粉还在粉末涂料中获得了应用，以相同比例取代钛白粉，粉末涂料的制造工艺保持不变，涂层白度与钛白粉基本相同，涂料成本被降低。
五、优势特点
1.TC 钛白粉的功能设计和 制备技术均达到国际先进水平。包核物的精选、包核物与包膜物表面性能改造和反应结合体系的设定等技术环节在国内外均属首创。
2.TC 钛白粉的性能是其表面层 TiO2性质和复合材料的多组分效应综合作用的结果，除具二氧化钛颜料性质外，在粒度分布、分散性及与应用制品相容性等方面均具有优势。金红石型产品具有优于钛白粉的耐老化性能。
3.应用领域广泛，可在应用钛白粉物理性质的众多领域如涂料、造纸、塑料、油墨等加以应用。
4.产品成本较钛白粉大幅度降低。产品价格比同类型钛白低2000-4000元/吨。
5. TC 钛白粉的 生产在清洁条件下进行，对环境无污染；TCA复合钛白颜料的应用，可降低钛资源的消耗、大大节约用水、降低环境负荷。符合国家天然资源高效利用和可持续发展的产业政策。
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