杜邦钛白粉完全手册

1.55
4、干膜平光遮盖 很有趣的是，当空气渗入漆膜内。如调制颜料含量高的油时，基料本身的平均折射率减少，颜料和周
围介质之间的折射率差别加大，光线散射增多。室内油漆的配制者利用这种效应(有时称为干膜平光遮盖)， 以增进二氧化化钛的遮盖效率。 5、二氧化钛粒子大小
如果要有效地散射光线，二氧化钛颜料粒子的直径应该略小于散射光线波长的一半，因为肉眼对黄一 绿光(大约 0.55 微米)最敏感，涂料用二氧化钛颜料的平均直径在 0.2 和 0.3 微米之间。 6、散射能力和粒子大小
＜图 8＞光线在灰色漆中的散射和吸收 8、颜料体积浓度 PVC
因为干的油漆膜是一种三元结构，所以有理由预料，各个成份之间的体积关系，对油漆性能有重要作 用。颜料体积浓度是油漆内的全部颜／填料对整个不挥发物的体积比。就白色油漆来说： 颜料体积浓度％=颜料体积（二氧化钛+填充料）/（颜料体积+粘合剂体积）*100%
图 1a 反射散射 图 l 显示折射现象，其中球形表示二氧化钛粒子，由于漆膜中颜料粒子及基料折射率之不同、故当光 线穿越后、必然产生曲折现象。图 2 显示绕射现象。行进路线靠近二氧化钛粒子的光线受到弯曲、而分开 散射到许多方向。这一现象说明颜料在其临近区域对光的散射能力数倍于其粒子横截面内。
图 2 小粒子周围的光线衍射（绕射） 2、折 射 率
图 3 表示两个含颜料漆膜的横切面，演示了折射率的差别怎样影响光的散射和盖遮力。在含有高折射 率颜料的漆膜中(上图)光线比在含有低折射率颜料的漆膜中弯曲较多(下图)，所以射入漆膜之光线所经过 的路径长度较短，因而不能深入。实际上两种漆膜都呈白色不透明状，因为其皆没有存在吸收光线的粒子， 所以全部入射的光线亦都会返回表面。然而，如果漆膜厚度如虚线(X)所示，而且放在黑色背景上，那么， 含有低折射率颜料的漆膜能使部分光线进入黑色背景而被吸收，则漆膜就不会完全不透明，与白色的漆膜 相比较，则呈现灰色。
＜图 7＞白漆引起的光散射 图 8 表示；如果把吸光性颜料(例如炭黑)加入到漆膜内，光程较长的红光线有较多的机会被吸收。反
射出的色调看来会更蓝。正如以前所述，随著二氧化钛粒径减小，红色光线散射则下降，蓝色增强。这样， 在含有吸收光线的物质的油漆内，减小二氧化钛的粒子就会增强蓝色程度。这种现象是散射颜料所固有的， 称之为底彩(色相)。
如 果 认 为 油 漆 中 的 二 氧 化 钛 颜 料 ，其 性 能 之 超 卓 是 由 于 二 氧 化 钛 含 量 高 所 致 ， 那 是 不 恰 当 的 ，例 如 二 氧 化 钛 含 量 最 少 为 80— 88％ 的 Ti— Pure®在 高 颜 ／ 填 料 含 量的平光乳胶漆中的遮盖效率显然超过二氧化钛含量更高的品级。
＜图 6＞相对光线散射率与 R 型钛白粉粒径大小的关系 7、颜色和粒子大小
在着色至完全遮盖的不吸光白色漆膜内，改变颜料的粒子大小，对颜色没有影响，因为碰到表面的光 线全部反射，图 7 代表这样的一种白色漆膜，用图解形式说明了这一点。蓝光线的波长和散射光程度最短， 红光线的波长和散射光程度最长，这两种光线全部反射，视觉效应相同，好象全部光线的光程长度都相同。
在称为临界颜料体积浓度(CPVC)的特定颜料体积浓度百分比时。油漆的许多物理性质和光学性质会突 然变化。—般而言，临界颜料体积浓度可以认为是刚好有足够的粘结剂涂盖在颜料表面，填充颜料粒子之 间的空隙时的颜料体积浓度。例如光泽、透气性、多孔性、遮盖力、着色强度和底彩这类性质都与颜料体 积浓度有直接关系。
2.73
基料或介质
真空
1.0000
空气
1.0003
水
1.3330
聚醋酸乙烯酯树脂
1.47
大豆油
1.48
精制亚麻仁油
1.48
ห้องสมุดไป่ตู้
乙烯树脂
1.48
压克力树脂
1.49
桐油
1.52
氧化大豆油醇酸树脂
1.52-1.53
苯乙烯丁二烯树脂
1.53
70/15/15 醇酸/ 三聚氰胺/尿素
1.54
75/25 醇酸/三聚氰胺
杜邦钛白粉完全手册
一、简 介
为什么钛白粉要分这么多规格?
钛白粉颜料不溶于其所分散的涂料基料中，因此其功能特性如：化学、光学 和物理特性主要决定于颜料的粒子大小及其表面的化学成份，而这些特性又是可 以改变的，一般常以二氧化二铝和二氧化硅作处理剂，沉淀在粒子表面而形成包 膜、并对其沉淀的形式、数量和方法都要精心的加以控制。表面有沉淀层的颜料， 具有增进一种或多种重要的操作特性的功能，例如在水和许多有机液体内的分散 作用，耐粉化性，遮盖力效率，因热或光还原所引起的褪色性等都会有所改善。 遗憾的是，一种简单的表面处理配方，不能生产出对各种油漆都具有最大使用价 值的颜料，因而生产上要分许多规格。
图 3 光线在漆膜中的行经路线
3、为什么要用二氧化钛
要了解金红石型二氧化钛(Rutile)、为什么在遮盖上能有这么大的优点,只需将金红石型二氧化钛与锐 钛型(Anatase)二氧化钛的折射率和其它商用白色颜料以及油漆基料的折射率相比较则可以看出来(表一)。 一般来说颜料的折射率和周围的介质之折射率差别越大，光线的折射就越大。
图 6 中的曲线是用很稀的系统，以理论推导出的，曲线表明 R 型二氧化钛对蓝色、绿色和红色光线的 相对散射能力为粒子大小的函数。在 0.2 微米处，各波长光线散射的总和就增至最大。当粒子增加至 0.25 和 0.30 微米之间时，蓝色光线的散射迅速减少，但绿色和红色光线的散射却相对地不变。在 0.15 微米处 对应于蓝色光线的最大散射，光谱中红和绿范围内的光线散射就显著下降。
二、光 学 理 论
1、折射和绕射
图 1 由离子引起的光线折射 二氧化钛和其他的白色颜料的遮盖效率主要是利用光的反射。因为白色颜料可强烈地使光线反射或曲 折，出现反射现象。如果油漆薄膜中有足够的白色颜料，则入射漆膜表面的光几乎可以完全的反射回来，(除 了很少部分是由颜料所吸收之外)于是涂膜就会呈不透明状，洁白而光泽。 光线通过和绕过颜料粒子时，粒子对光线的折射和绕射造成光线的散射或弯曲。
表一 油漆制造所使用的某些颜料和基料的折射率
白色颜料 硅藻土 二氧化硅 碳酸钙 重晶石 陶土（白土） 硅酸镁 立德粉 氧化锌 氧化锑 硫化锌 锐钛型二氧化钛
金红石二氧化钛
折射率 1.45
1.41-1.49 1.63 1.64 1.65 1.65 1.84 2.02
2.09-2,25 2.37 2.55