鈦白粉本身是無(wú)毒的、對(duì)健康無(wú)害,占全部白色顏料使用量的80%。它的真實(shí)粒徑約在0.20至0.30微米之間,這區(qū)間正好為光波長(zhǎng)的一半(光波長(zhǎng)大約為0.55微米),從理論的上講,金紅石型鈦白粉的粒徑大小在大約0.2微米的時(shí)候,所有波長(zhǎng)的光散射為*值。當(dāng)增加到0.5微米的時(shí)候,藍(lán)光的散射急速下降,但是綠光和紅光的散射相對(duì)沒有變化;然而,在0.15微米的時(shí)候,藍(lán)光散射的直徑為*,而紅光和綠光則顯著下降。所以鈦白粉能*程度地散射可見光,應(yīng)用于涂料等時(shí),能夠表現(xiàn)出潔白、明亮以及不透明的品性。
鈦白粉在已知白色顏料中折射率*(金紅石型2.71、銳鈦型2.55)。金紅石型鈦白粉結(jié)構(gòu)致密,比銳鈦型有更高的硬度、密度、介電常數(shù)和折射率,在耐候性和抗粉化方面明顯優(yōu)于銳鈦型。鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程不同導(dǎo)致性能差異。氯化法比硫酸法生產(chǎn)的鈦白粉遮蓋力,著色力高,而且分散性好。
從上面特性可以看到鈦白粉被廣泛應(yīng)用于涂料、電子、塑料、食品、醫(yī)藥、印刷油墨、陶瓷、環(huán)保、造紙、搪瓷和化妝品等領(lǐng)域就不足為奇了。
鈦白粉的基本特性
鈦白粉有四大關(guān)鍵特性:遮蓋力、著色力、分散性和耐候性。遮蓋力和著色力是用來(lái)描述白色顏料的光散色效率的兩種光學(xué)性能。
鈦白粉在主要領(lǐng)域的應(yīng)用
圖1清楚地表明了中國(guó)鈦白粉下游消費(fèi)的分布。其中涂料中的應(yīng)用為*,占67%,其次是塑料占18%,造紙占7%,油墨占2%。
2014年全國(guó)鈦白粉總產(chǎn)量為243.5萬(wàn)噸(不含表面處理或加工型企業(yè)),同比增幅為13.0%。2014年全國(guó)鈦白粉產(chǎn)量中,金紅石型為175.7萬(wàn)噸,占72.14%,銳鈦型為49.4萬(wàn)噸,占20.30%;搪瓷等用非顏料級(jí)為12.5萬(wàn)噸,占5.14%;其它類為5.9萬(wàn)噸,占2.42%。
涂料可以不用鈦白粉嗎?
為什么涂料要用鈦白粉?鈦白粉粒子細(xì)小而且均勻,光化學(xué)穩(wěn)定性高,著色力強(qiáng),比其它白色顏料大五倍以上。遮蓋力也比其它白色顏料如鋅鋇白系大二倍以上。因此可以大大降低整個(gè)涂料中顏料的用量,同時(shí)制成的油漆顏色好,不易泛黃,并且有耐熱性和耐酸、耐堿、耐硫等化學(xué)穩(wěn)定性,特別是金紅石型鈦白粉,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,能耐紫外線的照射,在室外不會(huì)粉化等優(yōu)點(diǎn),因此適用于高度耐候性的各種*船舶漆、橋梁、汽車、建筑等室外涂料。
鈦白粉在涂料中的應(yīng)用
· 乳膠漆
近年來(lái),各涂料廠為了提高生產(chǎn)效率,大多取消了研磨工藝,由此,對(duì)鈦白粉在乳膠漆中的分散性,分散穩(wěn)定性的要求變得更為突出。當(dāng)然,鈦白粉在乳膠漆中的遮蓋力也同樣重要。在國(guó)產(chǎn)鈦白粉中,如果以在乳膠漆中的分散性而論,個(gè)別型號(hào)與杜邦的R902基本無(wú)差異,若以在乳膠漆中的遮蓋率而論,也有幾個(gè)牌號(hào)達(dá)到了國(guó)外水平。在外墻乳膠漆中,各工廠基本上都使用進(jìn)口金紅石型鈦白粉,如R706等。國(guó)產(chǎn)鈦白粉由于技術(shù)上存在的差距(耐候性),目前尚未大量被國(guó)際大公司在外墻乳膠漆中所采用。
2014年乳膠漆的鈦白粉用量約占涂料鈦白粉消費(fèi)量的70%。
· 卷材和印鐵涂料
卷材涂料是通過(guò)專門的涂漆機(jī)涂在鋼板或其它金屬表面上,再經(jīng)過(guò)烘烤成型。卷材涂料又可分為里層和表層,表層又分為底漆和面漆。表層要求高,面漆的要求更高。
2013年卷材和印鐵涂料市場(chǎng)約達(dá)26萬(wàn)噸,2020年預(yù)期突破120萬(wàn)噸。卷材涂料多為溶劑型,大量使用醇醚類溶劑,特殊酯類及酮類溶劑,多數(shù)為聚酯和環(huán)氧樹脂體系。強(qiáng)極性體系導(dǎo)致鈦白粉不易分散,由于加工工序可包含研磨工序,反而對(duì)國(guó)產(chǎn)鈦白粉分散性要求不茍刻,但對(duì)遮蓋力要求高。卷材涂料一般都使用金紅石型,里層背面漆要求相對(duì)較低,可以使用國(guó)產(chǎn)金紅石,表層漆還是用進(jìn)口金紅石型。國(guó)產(chǎn)的鈦白粉大多數(shù)是針對(duì)乳膠漆而開發(fā),應(yīng)用于卷材涂料中目前還達(dá)不到要求的細(xì)度及遮蓋力。目前僅1-2家國(guó)產(chǎn)廠家的個(gè)別型號(hào)可用于底漆制造。
2014年卷材和印鐵涂料的鈦白粉用量約占4%。
· 防腐涂料
防腐涂料以船舶漆為代表,以環(huán)氧樹脂體系為主要,大多數(shù)廠不采用研磨工序。防腐涂料對(duì)鈦白粉綜合性能要求不十分苛刻,國(guó)產(chǎn)鈦白粉能否被采用,關(guān)鍵取決于分散性,分散穩(wěn)定性及遮蓋力。目前國(guó)產(chǎn)鈦白粉主要被用在底漆中,對(duì)耐候性要求高的面漆,主要使用進(jìn)口耐候級(jí)鈦白粉。
2014年防腐涂料的鈦白粉用量約占涂料鈦白粉消費(fèi)量的9%。
· 家具漆
家具漆主要分聚氨酯及硝化棉型,分散性對(duì)國(guó)產(chǎn)鈦白粉在家具漆中應(yīng)用非常關(guān)鍵,如果制造工藝中不包含研磨工序,國(guó)產(chǎn)鈦白粉很難達(dá)到所要求的細(xì)度,尤其是硝化棉型。
2014年家具漆的鈦白粉用量約占涂料鈦白粉消費(fèi)量的4%。
· 汽車漆
汽車漆有*和中低級(jí)之分,*的是轎車漆,其次是卡車和客車漆。目前能夠使用在轎車漆中的鈦白品牌很少,均為專用型進(jìn)口金紅石鈦白,如R2310等。國(guó)產(chǎn)金紅石鈦白目前只能占據(jù)汽車漆中的低檔市場(chǎng)。
2014年汽車漆的鈦白粉用量約占涂料鈦白粉消費(fèi)量的5%。
· 粉末涂料
在所有涂料中,粉末涂料對(duì)鈦白粉綜合性能要求不十分高。2014年粉末涂料的鈦白粉用量約占涂料鈦白粉消費(fèi)量的6%。
鈦白粉應(yīng)用于塑料制品
全世界近600個(gè)鈦白粉牌號(hào)中,塑料專用的約60來(lái)個(gè)。幾乎所有熱固性和熱塑性塑料都用鈦白粉。
鈦白粉在一定程度上改善塑料制品的力學(xué)強(qiáng)度和電性能,它還能提高塑料制品的耐熱,耐光,耐候性能,除了利用鈦白粉的高遮蓋力,高消色力及與其它顏料併用性好外。由于塑料制品膜厚于油漆,鈦白粉用量3-5%足夠。但約6700萬(wàn)噸/年塑料制品對(duì)鈦白粉的總體需求不小。
鈦白粉在造紙領(lǐng)城的地位
造紙作為鈦白粉的第三大用戶,用量約占鈦白粉總產(chǎn)量的10%左右。不透明性是印刷用紙最重要性能之一。印刷工作者根據(jù)不透明性來(lái)規(guī)定紙的等級(jí);由于比紙中其它成份能提供更好的光散射能力,鈦白粉可提供*的紙張不透明性。
裝飾紙使用的鈦白粉量是造紙行業(yè)中應(yīng)用最多,遠(yuǎn)高于其它兩個(gè)品種,源于對(duì)房屋、*家具的大量需求,裝飾紙的用量逐漸上升。裝飾紙通常使用金紅石鈦白粉。裝飾原紙的鈦白粉含量為20-40%,成本占30-50%。
高性能的超低定量涂布紙廠家需要在涂料中配用一定比例的鈦白粉,以提高紙張不透明度;高性能的涂布板紙系列為加強(qiáng)涂料對(duì)原紙的覆蓋性,需要在涂料中配用一定比例的鈦白粉,以提高涂料對(duì)原紙的覆蓋性,降低漿料用量;但由于鈦白成本高,因此在涂布紙生產(chǎn)廠家應(yīng)用極少。
油墨對(duì)鈦白粉性能的要求
鈦白粉是油墨不可缺少的白色顏料。銳鈦型鈦白粉由于晶型不穩(wěn)定,油墨中基本不用;在膠版印刷中是依據(jù)了“油,水相斥的原理”來(lái)完成印刷過(guò)程的。所用鈦白粉被要求有優(yōu)良的憎水性,否則,膠印白墨易產(chǎn)生乳化而造成印刷失敗;長(zhǎng)期放置戶外的印刷品所使用的膠印白墨,必須要求所含的鈦白粉有良好的耐光性和耐候性。否則,白墨會(huì)變黃和粉化;在凹版復(fù)合油墨印刷過(guò)程中,為了使印品彩色鮮艷,多先用白墨打底,再進(jìn)行彩色印刷。要求配白墨的鈦白粉有優(yōu)良的著色力和遮蓋力;而烘烤型印鐵白墨印刷過(guò)程中,烘烤溫度高達(dá)180℃左右,重復(fù)烘烤時(shí)間有時(shí)長(zhǎng)達(dá)120min,要求印鐵白墨中的鈦白粉必須具有優(yōu)良的耐熱性。
鈦白粉在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用
鈦白粉在化妝品被應(yīng)用于胭脂、唇部美容品、粉底霜、粉餅類、指甲化妝品、眼部美容品、痱子粉、爽身粉,部分的化妝品性能的改善和品種開發(fā)都與鈦白粉相關(guān);化纖制品、橡膠制品、搪瓷、陶瓷、電焊條、食品、醫(yī)藥、電子工業(yè)也用到大量鈦白粉。
不同領(lǐng)域鈦白粉的生存法則
從鈦白粉生產(chǎn)角度
國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口的鈦白粉在白度方面差異現(xiàn)在越來(lái)越小,但在白度穩(wěn)定性方面仍有改進(jìn)空間。*白度來(lái)自于鈦白粉顆粒外形是否圓滑,無(wú)棱角。因?yàn)閹Ю饨堑谋砻鏁?huì)減弱對(duì)光的反射,粒徑應(yīng)該控制在200-300nm之間,相當(dāng)于光波長(zhǎng)的一半,可以獲得高的光散射力,即更白;如果生產(chǎn)過(guò)程控制不好會(huì)直接影響鈦白粉著色力,遮蓋力和分散穩(wěn)定性:
·鈦液的穩(wěn)定
·總鈦白粉濃度
·鐵鈦比
·酸比值
·水解的方法與條件
·煅燒條件
·甚至粉碎包覆
國(guó)產(chǎn)鈦白粉與進(jìn)口鈦白粉的主要差異表現(xiàn)在消色力、遮蓋力和分散穩(wěn)定性方面。
當(dāng)然,鈦白粉表面后處理對(duì)品質(zhì)也十分重要。鈦白粉表面處理的作用不僅提高鈦白粉的耐候性、耐久性,彌補(bǔ)鈦白粉的光化學(xué)活性的缺陷,而且能提高它在各種介質(zhì)中的分散性能;但是不能改善鈦白粉的白度,也不能明顯提高它的遮蓋力、消色力等指標(biāo)(提高乳膠漆的干遮蓋力除外),這些指標(biāo)取決于表面處理前基礎(chǔ)顏料(未處理的鈦白粉顏料)的質(zhì)量。使用一種簡(jiǎn)單的表面處理配方,不能生產(chǎn)出具有多種性能和使用價(jià)值的顏料,所以生產(chǎn)上要分出許多規(guī)格。
由于純鈦白粉是親水性粉末,對(duì)于溶劑型涂料而言而,鈦白粉不易分散于基料中,要想使其表面能很好潤(rùn)濕和改善其分散性,可以通過(guò)改變表面化學(xué)成分的方法:無(wú)機(jī)表面處理和有機(jī)表面處理。
鈦白粉包覆技術(shù)處理方法的不同直接影響它的密度,吸油量,分散性和耐候性。鈦白粉表面包覆無(wú)機(jī)氧化物品種不同,對(duì)鈦白粉性能的影響如下:Al2O3主要提高鈦白粉的化學(xué)穩(wěn)定性,SiO2和ZnO2主要是提高鈦白粉的耐候性,包覆層中Si的添加量越高,耐候性越好,但是卻使鈦白粉的遮蓋力受到影響。
要達(dá)到相同遮蓋力,國(guó)產(chǎn)鈦白的用量稍多,這說(shuō)明進(jìn)口鈦白漆膜內(nèi)TiO2粒子的排布更規(guī)整,分散更徹底;通過(guò)增加鈦白量提高漆膜遮蓋力兩者都有一個(gè)上限,超出一定添加量,遮蓋力不隨鈦白含量增加而呈現(xiàn)上升趨勢(shì);國(guó)產(chǎn)鈦白的*遮蓋力(上限)低于進(jìn)口鈦白,實(shí)驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出單用一種國(guó)產(chǎn)鈦白理論上遮蓋力不如進(jìn)口鈦白;但是差距不十分明顯;進(jìn)口鈦白比國(guó)產(chǎn)鈦白的耐候性好,這主要是包膜的不一樣所表現(xiàn)出來(lái)的性能上的差異。批次的穩(wěn)定性對(duì)于客戶產(chǎn)品的質(zhì)量保證非常重要,原材料穩(wěn)定性不好,造成客戶的產(chǎn)品質(zhì)量不合格,投訴增加。供貨商保證批次的穩(wěn)定性這是對(duì)客戶*的支持。
以上國(guó)產(chǎn)鈦白存在的不足,正是今后我們共同需要努力的重點(diǎn)。
我們認(rèn)為鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該花50%以上精力與客戶進(jìn)行溝通,以滿足客戶應(yīng)用為目的去開發(fā)產(chǎn)品。實(shí)際上,國(guó)外企業(yè)的鈦白粉型號(hào)已經(jīng)超過(guò)600種,從這個(gè)數(shù)據(jù)足以讓人明白國(guó)內(nèi)鈦白粉行業(yè)的差距所在。
從下游應(yīng)用的角度
·涂料
根據(jù)涂料用途選擇鈦白粉的類型要注意幾點(diǎn):
如果用于管道涂料,外墻涂料和汽車涂料,就不能不選用高耐候性鈦白粉。
水性工業(yè)涂料應(yīng)該選用具有優(yōu)異光學(xué)性能的鈦白粉。
半光/平光內(nèi)墻乳膠漆用不透光性的涂料級(jí)鈦白粉(80-86%TiO2)不會(huì)錯(cuò)。
雖乳膠漆對(duì)鈦白粉要求不過(guò)份,但若不正視不同乳液對(duì)它的作用,鈦白粉*效果難以發(fā)揮,畢竟苯丙乳液,純丙乳液和硅丙乳液等特性是不盡相同的。
卷鋼涂料和重防腐涂料所用樹脂正向復(fù)合型發(fā)展。
3C超薄涂料專用鈦白粉?
新型粉未涂料專用鈦白粉?
·塑料
在加工塑料制品時(shí),不會(huì)直接加入鈦白粉,而是將鈦白粉加入色母粒中,由于有些母粒中白顏料濃度高達(dá)80%,鈦白粉加工性成為決定生產(chǎn)效率和成本的關(guān)鍵。
如果將未著色PVC部件暴露在紫外線中,紫外輻射很快會(huì)破壞PVC分子結(jié)構(gòu),致PVC黃,力學(xué)性能下降;含足夠量金紅石型鈦白粉的PVC可得到保護(hù),因?yàn)殁伆追蹠?huì)吸收光譜中的這部分光;銳鈦型鈦白粉比金紅石型的光化學(xué)活性高十倍,即只要有1/10銳鈦型晶型,耐久性壽命立馬大減;鈦白粉在PVC中還是重要的光屏蔽劑;當(dāng)然,鈦白粉也具有光催化作用,而導(dǎo)致聚合物逐漸降解,從表面光澤降低開始,逐步粉化,所以鈦白粉要被包覆。
·造紙
造紙工業(yè)購(gòu)買鈦白粉是為了提供不透明性,因?yàn)樗切阅?的材料,金紅石型鈦白粉一貫比銳鈦型鈦白粉的不透明性要高。添加鈦白粉對(duì)抗拉指數(shù)的影響最小。
鈦白粉的高密度,低吸油值以及均勻的顆粒大小減少了對(duì)上膠化學(xué)品的需求量。造紙廠已經(jīng)發(fā)現(xiàn),并非所有鈦白粉之間都是完全兼容的,大部分造紙廠目前仍使用單一來(lái)源的鈦白粉,以避免不同顏料之間的相互作用。人們已發(fā)現(xiàn)漿料能提供較高的光學(xué)性能。大約95%的用于非層壓用紙的北美鈦白粉是以漿料形式銷售的。
當(dāng)使用漿料替代干顏料時(shí),能生成更高的不透明性。用一個(gè)預(yù)分散的漿料與干顏料相比較,發(fā)現(xiàn)效率可提高12%。生產(chǎn)未經(jīng)干燥的高固含量漿料可以實(shí)現(xiàn)較細(xì)的顆粒大小和窄的粒徑分布,二者都有助于增加顏料散射,并在紙漿中形成較高的不透明性。
·油墨
鈦白粉中的雜質(zhì)對(duì)油墨白度的影響,一般講,如有微量的鐵、鉻、鈷、銅等雜質(zhì)混入鈦白粉中,那么制備的油墨就會(huì)產(chǎn)生顯色作用,使鈦白粉降低白度。這是由于其雜質(zhì)的離子,尤其是金屬離子的存在,會(huì)使鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)變扭曲而失去對(duì)稱性而產(chǎn)生作用的緣故。金紅石型鈦白粉對(duì)雜質(zhì)的出現(xiàn)更為敏感,如氧化鐵在金紅石型鈦白粉中的含量大于0.003%時(shí)就會(huì)呈現(xiàn)色彩,而其在銳鈦型鈦白粉中的含量大于0.009%時(shí)才會(huì)產(chǎn)生色彩反應(yīng)。為此,應(yīng)選擇精細(xì)無(wú)雜質(zhì)的鈦白粉應(yīng)用于白色油墨制造中是很重要的。油墨對(duì)鈦白粉的顆粒形狀要求外形輪廓光滑,無(wú)任何棱角。一旦使用了顆粒表面帶棱角的鈦白粉,其顆粒的表面就會(huì)大大削弱對(duì)光的反射作用而造成降低白度的后果。對(duì)其鈦白粉的粒子要求分布均勻,分布要求窄才能顯示油墨的良好白度。
鈦白粉晶體自身折射率的高低會(huì)直接影響油墨遮蓋力的大小,金紅石型鈦白粉要比銳鈦型鈦白粉的遮蓋力要好,所以金紅石型鈦白粉在油墨制造中更廣泛的被應(yīng)用。鈦白粉著色力的高低對(duì)油墨也有直接的影響。鈦白粉著色力的大小直接取決于鈦白粉對(duì)可見光
的散射能力,其散射系數(shù)越大,著色力也越大。選用鈦白粉要選擇散射能力和折射率高的鈦白粉,其白墨的性能才能優(yōu)良。
·其它
在食品和醫(yī)藥中使用鈦白粉同樣是利用了其不透明性,以提高食品和醫(yī)藥制品的裝飾效果,鈦白粉適合制造不透明膠囊、片劑薄膜包衣、霜?jiǎng)?、藥用包裝材料、藥用油墨,也可作為化妝品和食品的添加劑;此外,鈦白粉還可用于電子陶瓷材料,電容器,低頻濾波電容器和高壓電容器等。
替代涂料中的鈦白粉
在不損害性能前提下盡可能用其它體質(zhì)顏填料部分替代鈦白粉成為近二十年來(lái)幾乎所有涂料工程師們的工作重心中的重心。在替代方案中,白度不是考慮的重點(diǎn),關(guān)鍵是遮蓋力。如碳酸鈣、水洗/煅燒高嶺土、超細(xì)硅酸鋁、空心乳液等都皆有可能。
鈦白粉行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
企業(yè)布局原則
靠近客戶群和原料供應(yīng)地是鈦白粉企業(yè)的布局原則。大多數(shù)中國(guó)鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)布局不合理。多數(shù)中國(guó)鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)對(duì)供應(yīng)鏈的理解為:
價(jià)格,品質(zhì),服務(wù)。其實(shí)客戶更期待你為他們帶來(lái)價(jià)值。鈦白粉在不少行業(yè)有其存在的價(jià)值,甚至不可缺少。盡管鈦白粉生產(chǎn)為成熟重化工行業(yè),但*不是夕陽(yáng)行業(yè)。
目前中國(guó)鈦白粉行業(yè)布局有3個(gè)現(xiàn)象讓人擔(dān)憂:多數(shù)中國(guó)鈦白粉生產(chǎn)廠為硫酸法鈦白生產(chǎn)線,即使在2014-2015年中國(guó)新增的鈦白粉產(chǎn)能65.5萬(wàn)噸中,氯化法項(xiàng)目?jī)H占33.6%,見表2。而中國(guó)以外的全球顏料級(jí)鈦白粉生產(chǎn)中70%以上為氯化法生產(chǎn);中國(guó)鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)70余家,中國(guó)以外不足20家;至今為止無(wú)一家*鈦白粉集團(tuán)在中國(guó)設(shè)有工廠。
中國(guó)鈦白粉產(chǎn)能和實(shí)際產(chǎn)量
由圖3可見,2010-2011年,中國(guó)鈦白粉產(chǎn)能年增速均超過(guò)30%,截至2014年12月,中國(guó)鈦白粉產(chǎn)能竟超過(guò)可怕的290萬(wàn)噸,拋開金融危機(jī)的2008年,以2009年的150萬(wàn)噸為基礎(chǔ),至2013年中國(guó)鈦白粉產(chǎn)能年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到21%。于是,肆虐中國(guó)多個(gè)行業(yè)的痼疾:產(chǎn)能過(guò)剩,也不可避免的降臨到鈦白粉頭上:中國(guó)鈦白粉在近兩年產(chǎn)能利用率均已低至60%左右,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工業(yè)企業(yè)80%的正常標(biāo)準(zhǔn)。目前中國(guó)的鈦白粉生產(chǎn)90%仍然是硫酸法,而中國(guó)以外的鈦白粉生產(chǎn)約80%來(lái)自于更先進(jìn)的氯化法。
由圖4可知,2004-2014年的10年里,除了2008年的需求量受到經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響以外,中國(guó)鈦白粉的表觀消費(fèi)量逐年遞增,進(jìn)口依存度總體呈下降趨勢(shì),最近的3年對(duì)進(jìn)口鈦白粉的依存度基本持平。
這些年中,國(guó)產(chǎn)金紅石型鈦白粉的價(jià)格曾低達(dá)約11000元/噸,也曾狂漲到22000元/噸,甚至更高些,瘋狂的價(jià)格波動(dòng)曾經(jīng)讓業(yè)內(nèi)人士興奮不已,可惜,“好日子”漸行漸遠(yuǎn),今天的中國(guó)鈦白粉市場(chǎng)價(jià)格己經(jīng)從兩年前的*峰下跌超過(guò)45%,見圖5。
2014年全國(guó)鈦白粉總產(chǎn)量為243.5萬(wàn)噸,比2013年的215.5萬(wàn)噸增長(zhǎng)了13%。從表3可看出,2013年,鈦白粉產(chǎn)量前15家企業(yè)的鈦白粉產(chǎn)量占全國(guó)鈦白粉總產(chǎn)量的64%。
由圖6可以看出,2014年全球鈦白粉的產(chǎn)能*的國(guó)家是中國(guó),占全球產(chǎn)能的35%,其次是美國(guó)占21%。
由圖7可以看出,2014年中國(guó)鈦白粉的產(chǎn)能*的區(qū)域是西南地區(qū),占30%,其次是華中占20%。
由圖8可知,2014年全球主要的鈦白粉供應(yīng)商是杜邦,科斯特,亨斯邁,康諾斯,特諾,薩哈立本,石原產(chǎn)業(yè),龍蟒,中核鈦白,佰利聯(lián),東佳等。其中杜邦、享斯邁、特諾、科斯特等國(guó)外鈦白粉企業(yè)仍活躍在中國(guó)鈦白粉市場(chǎng)。龍蟒,中核鈦白,佰利聯(lián),東佳等國(guó)內(nèi)鈦白粉企業(yè)躋身全球主要鈦白粉生產(chǎn)企業(yè),深深地融入全球市場(chǎng)中,他們面對(duì)的必將是一個(gè)更加燦爛的明天。
目前中國(guó)鈦白粉行業(yè)存在的問(wèn)題
中國(guó)鈦白粉企業(yè)對(duì)進(jìn)口原料鈦精礦依存度超過(guò)了65%。中國(guó)雖然是世界上鈦礦儲(chǔ)量最豐富的國(guó)家,但這些重要的資源大都以中低品位(45%-47%)的形式存在。而使用中低品位鈦精礦勢(shì)必加大企業(yè)能耗,不如直接進(jìn)口高品位鈦精礦劃算。產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩,中國(guó)鈦白粉企業(yè)太多,中國(guó)鈦白粉廠年產(chǎn)能從幾千噸到20萬(wàn)噸都有。中國(guó)企業(yè)正充分意識(shí)到過(guò)小的企業(yè)規(guī)模嚴(yán)重制約著產(chǎn)品品質(zhì),品質(zhì)穩(wěn)定性和成本控制。
企業(yè)洗牌應(yīng)該正式登場(chǎng)了,那些年產(chǎn)能小于2萬(wàn)噸/年的企業(yè)在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)面前的日子會(huì)變的越來(lái)越難過(guò)。
存在的問(wèn)題是金紅石型技術(shù)創(chuàng)新
5年前,中國(guó)市場(chǎng)上曾經(jīng)約30%的顏料鈦白依賴進(jìn)口,經(jīng)過(guò)2011年瘋狂漲價(jià)壓迫下的大規(guī)模替代,目前進(jìn)口金紅石型鈦白粉市場(chǎng)占有率被大幅壓縮到了約10%;憑借品質(zhì)和品質(zhì)穩(wěn)定性,進(jìn)口金紅石型鈦白粉仍在市場(chǎng)上保持約7000元/噸誘人的價(jià)差;在當(dāng)今市場(chǎng)價(jià)格大幅走低的關(guān)頭,這塊蛋糕讓中國(guó)企業(yè)“做夢(mèng)都想咬一口”。2008年到今天,中國(guó)生產(chǎn)的金紅石型鈦白粉品質(zhì)與國(guó)外產(chǎn)品的差異縮小并不多。
尤其是產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性,包膜及后處理技術(shù)方面改進(jìn)不夠大,導(dǎo)致了中國(guó)生產(chǎn)的金紅石型鈦白粉在實(shí)際應(yīng)用中與進(jìn)口金紅石型鈦白粉差異大。中國(guó)鈦白粉生產(chǎn)廠商仍然不懂得重視鈦白粉的應(yīng)用研究,模仿進(jìn)口暢銷產(chǎn)品仍是幾乎所有中國(guó)鈦白粉生產(chǎn)廠正在干的活;某些廠在分散性方面有點(diǎn)改進(jìn),推出的相關(guān)產(chǎn)品就大受市場(chǎng)歡迎售價(jià)也高好幾百元/噸。中國(guó)的鈦白粉供應(yīng)商比較熟悉涂料客戶,尤其是以生產(chǎn)乳膠漆*的企業(yè)更是死盯的對(duì)象;其實(shí)鈦白粉也被廣泛應(yīng)用于塑料,造紙,油墨,化纖和化妝品等領(lǐng)域;沒有哪家化妝品公司不用鈦白粉,如果不添加鈦白粉,防曬護(hù)膚品粉餅及粉底霜等是做不出來(lái)的。擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)得到意想不到的收獲。
中國(guó)鈦白粉企業(yè)已經(jīng)開始發(fā)力,雖然產(chǎn)能正嚴(yán)重過(guò)剩,利潤(rùn)變微,但是在洗牌中不斷優(yōu)化壯大是必須的;技術(shù)的升級(jí)換代和技術(shù)創(chuàng)新也是眾多中國(guó)企業(yè)抓緊在做的;或者,隨著中國(guó)企業(yè)鈦白粉技術(shù)不斷進(jìn)步將倒逼國(guó)際巨頭們“以技術(shù)換市場(chǎng)”;我們相信,中國(guó)鈦白粉企業(yè)正與下游合作抓緊開發(fā)涂料高端和涂料以外的應(yīng)用領(lǐng)域。
鈦白粉行業(yè)的增長(zhǎng)領(lǐng)域
納米鈦白粉抗菌作用持久,機(jī)理不同于一般的無(wú)機(jī)和有機(jī)抗菌劑,并非靠藥物的滲出和游離而產(chǎn)生抗菌作用,而在于光催化作用。
當(dāng)遇到細(xì)菌時(shí),直接攻擊細(xì)菌的細(xì)胞,致使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物降解,以此殺滅細(xì)菌,并且使它們分解。一般的納米鈦白粉必須有紫外線光照才能激發(fā)電子產(chǎn)生電子-空穴對(duì),起到抗菌,分解有機(jī)污染物的作用。目前已經(jīng)有采取無(wú)機(jī)、有機(jī)等多層表面包覆技術(shù),開發(fā)出抗菌譜寬、抗菌力強(qiáng)、不變色、成本低的納米鈦白粉粉體系列產(chǎn)品。本產(chǎn)品的特點(diǎn)在于只要有自然光源存在,無(wú)論是長(zhǎng)波光源還是短波光源,都可以作為納米鈦白粉光催化劑的激發(fā)光源,使材料起到抗菌和降解有機(jī)污染物的作用。
具有高安全性的納米鈦白粉進(jìn)行殺菌時(shí),靠分離電子-空穴對(duì)激活表面吸附物質(zhì),產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑,攻擊細(xì)菌有機(jī)體,起到殺菌作用。一般常用的殺菌劑如銀、銅等能使細(xì)菌細(xì)胞失去活性,但細(xì)菌殺死后,尸體可釋放出有害的組分,如內(nèi)毒素等。納米鈦白粉不僅能夠影響細(xì)菌繁殖力,而且能攻擊細(xì)菌細(xì)胞的外層,穿透細(xì)胞膜,破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),達(dá)到徹底降解細(xì)菌,并且進(jìn)一步防止內(nèi)毒素引起二次污染的目的。納米鈦白粉還有吸收紫外線的功能,它在全部紫外光區(qū)(UVC+UVB+UVA)都具有有效的紫外線濾除能力,加上它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(熔點(diǎn)>1800℃、熱分解溫度超過(guò)2000℃)、無(wú)毒(大鼠的LD50> 5000mg/ lg)而得到廣泛的應(yīng)用。
如在清漆中含有0.5%~4%的納米鈦白粉,便能防止木材受光照后發(fā)黑;在食品包裝用塑料薄膜中加入0.1%~0.5%的納米鈦白粉可防止食品受光照后氧化,以及肉類等食品在櫥窗中受熒光燈照射后氧化變色;在塑料中使用能防止塑料本身被日光降解;在農(nóng)用薄膜中使用能提高它的強(qiáng)度和耐久性;在化妝品使用可以提高化妝品的防曬和抗紫外線能力;此外它還在精密陶瓷和光催化劑等一些特殊領(lǐng)域中受到青睞。
納米鈦白粉的另一個(gè)重要用途,是它和云母珠光顏料(或鋁粉顏料)并用時(shí),作為效應(yīng)顏料可以產(chǎn)生十分迷人精美的雙色光效應(yīng),即隨角異色效應(yīng)(Down-Flop Effect)。這種金屬閃光涂層從不同方向觀察,能得到不同的閃色和變角異色的藍(lán)光,如納米鈦白粉與銀白色珠光鈦白粉或鋁粉顏料并用,正視時(shí)涂膜呈金色金屬外觀,掠視或平視則呈藍(lán)色閃光,而金
光和藍(lán)光之間的連續(xù)變化會(huì)貫穿涂膜表面的所有弧度和棱面,因此能增加金屬面漆顏色的豐滿度和色彩美感。還可以用于樹脂油墨、硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑(可增強(qiáng)其耐火性能)、固體潤(rùn)滑劑(如在磁帶中使用可增強(qiáng)其光滑性)、光敏催化劑、催化劑載體等。
光觸媒
光觸媒又可以稱之為光催化劑,是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的,在光的照射下自身不起變化,卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱。關(guān)于納米二氧化鈦的氧化分解功能的研究已開始。納米級(jí)二氧化鈦在受到陽(yáng)光或熒火燈的紫外線照射后,內(nèi)部電子-空穴對(duì)激勵(lì),產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化分解活性氫氧(羥)基原子團(tuán)。在光的作用下可降解所有的附著在氧化鈦表面的各種有機(jī)物,如氫化物、氮氧化物、硫化物。具有高催化活性的納米級(jí)二氧化鈦被譽(yù)為“當(dāng)今世界最理想的殺菌凈化新技術(shù)”。
光觸媒應(yīng)用舉例
光觸媒具有殺菌防霉,凈化空氣,除臭,親水防污,防紫外線等多種功能。
產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)
·分解徹底
光觸媒可有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物,并具有高效廣譜的消毒性能,能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無(wú)害化處理。
·安全無(wú)毒
美國(guó)FDA安全認(rèn)證,二氧化鈦為安全物質(zhì),無(wú)毒無(wú)害,對(duì)人體安全可靠;最終反應(yīng)產(chǎn)物為二氧化碳、水和其它無(wú)害物質(zhì),不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
·功效持久
光觸媒利用取之不盡的太陽(yáng)能等光能就能將擴(kuò)散了的環(huán)境污染物在低濃度狀態(tài)下清除凈化,在反應(yīng)過(guò)程中,光觸媒本身*無(wú)損耗。
·超細(xì)粒徑
帶來(lái)更好的比表面積越大,反應(yīng)越密集有效。
·需要良好的分散技術(shù)
這也非常的重要,由于納米膠體容易發(fā)生團(tuán)聚,一旦大量團(tuán)聚,粒徑的描述就不在有意義,活性幾乎全失。
毋庸置疑,隨著我們對(duì)光觸媒越來(lái)越多地研究、開發(fā)和應(yīng)用,相信光觸媒必將越來(lái)越廣泛地用于人們的日常生活與家裝,發(fā)揮其無(wú)窮的潛力,也一定會(huì)提高我們的生活質(zhì)量。
技術(shù)開發(fā)是關(guān)鍵!對(duì)納米級(jí)鈦白粉的需求在10年內(nèi)有可能暴增到每年百萬(wàn)噸。