涂料原料 -- 钛白粉

钛白粉(TiO2)与高钛粉(GT50)都是一种重要的无机化工颜料,尤其是改性包覆下在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。

钛白粉(英文名称:titanium dioxide),主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料。学名为二氧化钛( titanium dioxide),分子式为TiO2是一种多晶化合物,其质点呈规则排列,具有格子构造。

二氧化钛的相对密度最小。钛白粉的生产工艺有硫酸法和氯化法两种工艺路线。

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钛白粉

中文名: 钛白粉

外文名: titanium dioxide

主要成分: TiO2

学 名: 二氧化钛

应用领域

钛白粉的主要应用领域:涂料、塑料、油墨、造纸,其中涂料占60%,塑料占20%、造纸占14%,其它(含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域)占6%。

钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂,又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉,在日光照射下,耐日晒,不开裂、不变色,伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉,主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产量,常加入一定量的金红石型产品,以增强抗臭氧和抗紫外线能力。

钛白粉在化妆品中应用也日趋广泛。由于钛白粉无毒,远比铅白优越,各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5%-8%的钛白粉就可以得到永久白色,使香料更滑腻,有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用钛白粉。

一、化妆品级二氧化钛分为油性和水性钛白粉。由于它化学性质稳定,折射率高、不透明度高、遮盖力高、白度好、且无毒害,被广泛应用于化妆品领域,起美容美白的功效。

1]性能特点:

白度高,遮盖力强。

亲水、亲油产品它克服了一般钛白粉在各自的分散体系中不易分散、易沉淀等缺陷,显著改善了它的分散性和抗沉淀性,使您的产品更加稳定和满意。

耐候性强。

与化妆品其他原料配伍性好。

2]用途

钛白粉被认为是世界上性能最好的一种白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。

钛白粉(二氧化钛)化学性质稳定,在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶:板钛型、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型,无工业利用价值,锐钛型(Anatase)简称A型,和金红石型(Rutile)简称R型,都具有稳定的晶格,是重要的白色颜料和瓷器釉料,与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性,特别是没有毒性。

钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。

涂料行业是钛白粉的最大用户,特别是金红石型钛白粉,大部分被涂料工业所消耗。用钛白粉制造的涂料,色彩鲜艳,遮盖力高,着色力强,用量省,品种多,对介质的稳定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透过,延长漆膜寿命。

塑料行业是第二大用户,在塑料中加入钛白粉,可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性,使塑料制品的物理化学性能得到改善,增强制品的机械强度,延长使用寿命。

造纸行业是钛白粉第三大用户,作为纸张填料,主要用在高级纸张和薄型纸张中。在纸张中加入钛白粉,可使纸张具有较好的白度,光泽好,强度高,薄而光滑,印刷时不穿透,质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉,可以起到荧光增白剂的作用,增加纸张的白度。但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉,以满足耐光、耐热的要求。

钛白粉还是高级油墨中不可缺少的白色颜料。含有钛白粉的油墨耐久不变色,表面润湿性好,易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型。

纺织和化学纤维行业是钛白粉的另一个重要应用领域。化纤用钛白粉主要作为消光剂。由于锐钛型比金红型软,一般使用锐钛型。化纤用钛白粉一般不需表面处理,但某些特殊品种为了降低二氧化钛的光化学作用,避免纤维在二氧化钛光催化的作用下降解,需进行表面处理。

搪瓷行业是钛白粉的一个重要应用领域,搪瓷级钛白粉具有纯度高、白度好、颜色鲜、粒径均匀、很强的折射率和较高消色力,具有很强的乳浊度和不透明性,使涂搪后涂层薄、光滑和耐酸性强,在搪瓷制造工艺中能与其他材料混合均匀、不结块、易于熔制等优点。

陶瓷行业也是钛白粉的重要应用领域,陶瓷级钛白粉具有纯度高、粒度均匀、折射率高,有优良的耐高温性,在1200度高温条件下保持1小时不变灰的特性。不透明度高、涂层薄、重量轻,广泛应用于陶瓷、建筑、装饰等材料。

五.行情趋势

具体来说,特诺2013年5月30日宣布于6月1日起,特诺钛白粉将上调其价格,或另见合同要求,具体如下:拉丁美洲:最低175美元/吨;亚太地区:最低175美元/吨;日本地区:最低22日元/公斤;澳大利亚:最低175美元/吨;北美地区:最低0.06美元/磅;欧洲、中东、非洲地区:125欧元/吨或者是美金市场的175美元/吨。

六.行业状况

涂料行业状况

1、数量多规模小

由于涂料生产具有投资少、见效快的特点,随着国民经济的发展,各地乡镇企业、民营企业和外企迅速进入涂料行业。据不完全统计,如今全国8000多家涂料企业主要集中在长三角、珠三角和环渤海地区。其中,“洋品牌”和国内较大规模的生产厂家,市场定位在中高档产品,处于市场领导地位,引导涂料消费趋势。其它国内众多中小涂料企业,则以生产中低档涂料产品为主,处于市场追随地位。

2、行业竞争大

3、国内品牌与国外品牌存在一定差距

4、高质量产品不足低质量产品过剩

5、涂料需求不减

塑料行业

金融危机的爆发对中国塑料业来讲几近致命。塑料玩具、人造革、包装、丝绳等塑料产品的出口急速萎缩,导致大量塑料生产的企业倒闭。中国塑料行业协会的2009年塑料行业报告显示:有四分之一的塑料企业亏损。而实际情况恐怕要比统计的糟得多,比如PVC(聚氯乙烯)生产企业是全行业亏损。种种迹象表明,当前中国的塑料行业正面临一场大考,如果不及格,后果将不堪设想。在其中,政府和企业的合力、合理“出牌”至关重要。

2010年6月,中国与海湾合作委员会在沙特首都利雅得进行的自由贸易区谈判结果让很多塑料企业松了一口气,中国最终没有加入海合组织,最让中国企业担忧的中东将新建的5大乙烯生产项目,也并没有实际投产。

据了解,2009年中东地区将有5个新的乙烯裂解项目试运行,主要为乙烷法生产的乙烯。此5大项目投产后,中东乙烯年产能将从2008年的1690万吨增至2012年的2810万吨。2009年中东乙烯产能将增加710万吨,其中沙特阿拉伯新增产能将超过400万吨/年,伊朗新增产能超过100万吨/年,科威特新增产能85万吨/年,卡塔尔新增产能97.5万吨/年。这5个乙烯裂解项目只是有初步意向,达成意向之后因为危机的影响一直没有实际投产,具体何时投产还没日期,所以中国进口的乙烯价格没有出现暴跌。然而,中东低成本的塑料产品仍是悬在中国企业头上的达摩克利斯之剑。

造纸行业

我国造纸行业正处于一个高速成长期。历年的统计数据表明,我国纸和纸板的总产量一直大幅低于总消费量,年人均纸张消费量远低于世界发达国家水平。在加工制造业生产能力普遍过剩的现阶段,造纸业是为数不多的需求量不断增长且供不应求的行业之一,属典型的需求拉动型行业。

从1997年-2010年国内纸张及纸板年消费量和生产量的增长率与GDP增长率的比较可以看出,纸张及纸板年消费量与生产量的增长率起伏较大,两者保持一个非常相似的增长趋势。与我国GDP的增长率相比,纸张及纸板年消费量与生产量的增长率从2002年开始一直都处于一个比较高的水平,可以说我国的造纸行业正处于一个高速成长期。

市场供给

业内普遍担心的是国内厂商在高景气的情况下大量扩产。但我们分析认为,情况并没有想象的那么严重。新增产能分布为:2010 年70 万吨、2011 年18 万吨、2012 年32 万吨。10 年的产能投放最大,并且有53 万吨都是在下半年投产。可钛白粉价格的大幅上涨也恰恰发生在下半年,可见供给的大幅增长,并没有扭转行业景气提升的大趋势。而未来两年的产能投放相比10 年是非常温和的,因此我们判断行业供需紧张的局面会日益严重,而非缓和。

氯化法流程短、为连续法工艺,理论开工率可以达到90%。但核心技术都掌握在几个国际巨头手中,很难转让。而国内仅锦州钛业有3 万吨产能,其他厂商通过氯化法扩产的难度相当大。而硫酸法因为是在强酸环境下生产,采用的是间歇法工艺。国际上的开工率为80%,但国内普遍在70%左右。

竞争策略

一、竞争战略选择建议

1、注重规模与效益的关系。

钛白粉企业通过不断扩张能够给企业带来各种有形和无形的规模性,使企业的固定成本得到更大范围的分摊,使企业的风险规避能力得到更有效的提高,使企业在与供应商的讨价还价中处于更有利的地位。但是规模扩大不等于自然地增加效益,钛白粉企业效益的提高还依赖于经营理念的更新及人员素质的提高。实质不是简单地追求规模而是效益,效益来自规模,更来自科学的管理。国内钛白粉企业应该从品类管理、存货管理、商品和服务组合优化、物流优化、采购渠道优化、自有品牌开发等多方面持续改善经营业绩。 2、发展合理的布局,向内地进行战略扩散。

3、选择适合自身实力的业态发展模式,发挥自己熟悉国情、贴近百姓的优势。

二、产业升级策略建议

1、产品结构与技术的升级

我国已从过去以硫酸法锐钛型钛白粉为主,转变为金红石钛白粉为主,金红石钛白粉产能已超过70%,而且这一比例还在提升中,但产品仍然集中在中低档次,高端钛白粉还靠大量进口,国内产品质量明显有优势的主要还是几家大的钛白粉企业。另外,氯化法钛白粉产品全国仅有3万吨,在147万吨总量中微不足道,下一步有四五家企业拟发展氯化法钛白粉业务,规划产能达到60多万吨,所以这个时期是转变产品结构、提升我国技术水平、引进技术并消化承接的关键期。

2、节能减排与环保的提升

节能减排、清洁生产、保护环境、实现可持续发展,是国家“十二五”规划提出的明确任务。针对我国钛资源特点、钛白粉行业现状和开发引进氯化法钛白粉技术的难度,今后一段时间内钛白粉产业发展仍将以硫酸法为主,在如何有效利用硫酸法产生的废副物并引导并规范企业走循环经济发展道路等方面,国家和行业组织都在积极努力,从政策、法规多方面促使企业走循环经济道路。在此过程中一些不能达标的企业将被淘汰出局,这将给企业生存带来更大压力,而对那些具有社会责任感的企业来说却是完善产业布局和提升竞争实力的大好时期。

三、价值链定位建议

我国钛白粉表观消费量以年均14%左右的速度增长,2011年表观消费量为164万吨,预计2012年钛白粉表观消费量将达187万吨,我国已成为全球第一大钛白粉生产和消费国。截至2012年6月30日,中国钛白粉年产能已近280万吨。全国在建、拟建、扩产项目为25项

若“十三五”初期我国能达到人均2千克的钛白粉消费量,则我国市场需求约为290万吨,若考虑发达国家产业转移等因素,我国市场生产量有可能达到350万吨。而到2020年,我国市场生产和消费量将达到400万~450万吨,如果年人均消费取美国和西欧的平均数3.6千克计算的话,对钛白粉的需求量将达520万吨。

从长期来看,“十二五”中国GDP经济增长目标定在7%,而钛白粉的主要应用领域又是以基础产业——建筑、房地产、汽车、日用品等为主,必将随着国民经济的发展同步增长。预测到2015年,中国钛白粉总产能将达到340万~350万t,其中金红石型钛白粉将达到270万~280万t。中高端部分应用领域的钛白粉,如:专用造纸钛白粉、食品级钛白粉、日化用钛白粉、高端涂料专用钛白粉和钛白粉的深加工产品等,这些产品必将得到开发,这些都会对钛白粉提出新的需求,成为下一时期新的增长点。

颜料行业

中文别名:C.I.颜料白6;钛白;钛酸杆;二氧化钛;钛糖;钛酐;二氧化钛(IV);金红石;锐钛矿;钛白颜料0-520;二氧化钛;氧化钛(IV);钛白粉(纳米级);二氧化钛(纳米级)

英文名称:Titanium(IV) oxide

英文别名: C.I. 77891;C.I. Pigment White 6;Titanium dioxide;Titanium Dioxide Anatase;Titanium Oxide;Titania;Titanium (IV) dioxide;Rutile;dioxotitanium;Titanium(IV)oxide;

钛白粉颜料是,精选结构外型和粒度分布等与钛白类似,且表面具有反应活性的无机粉体为基本原料(内核),TiO2为包膜物,应用新材料改性复合制备、无机包膜、粉体均化等技术,通过二者的分割细化,表面羟基化改造和机械力化学反应等方式制备而成的新型复合白色颜料。它具有与钛白粉相同或近似的物化性质,因而具有二氧化钛颜料性质。广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨行业,可取得与使用钛白粉相同的技术性能,且较大幅度地降低原材料的使用成本。

钛白粉颜料的生产和应用,是解决钛白粉生产中的钛资源短缺、降低环境污染、提高钛白资源利用率的有效途径。产品的制备和应用技术通过北京市科委组织的专家鉴定,被评定达到国际先进水平,产品被评定为安徽省技术产品。

性能特点

1、钛白粉颜料制备技术达到国际先进水平,包核物的选用、包核物与包膜物表面羟基化以及复合白色颜料具有与钛白粉接近或相同性能的特点。

2、钛白粉颜料颗粒表面呈结晶TiO2性能,晶型分金红石型和锐钛型,因此产品具有与钛白粉相同或近似的性能,如:遮盖力、白度、吸油量等。

3、钛白粉颜料与钛白粉比:产品的粒度、粒径分布更佳,复合物的异质性质及低密度,使得产品在涂料体系中使用具有更佳的分散性和适用性。

4、消费成本较钛白粉大幅度降低,产品成本小于钛白粉3000-5000元/吨。

5、生产过程对环境无污染,符合国家可持续发展的产业政策。

性能验证

1、钛白粉颜料对涂料对比率性能的影响

涂料的遮盖性能是反映白色颜料性能的最直接和最关键的指标,在涂料其它组分和条件相同的前提下,涂料的遮盖力越强,表明颜料的遮盖性能越强。

2、钛白粉颜料对紫外光的吸收屏蔽性能

将GR复合钛白颜料(金红石型)与金红石钛白粉(R818)用水配成0.2%的悬浮体,经超声波分散20分钟后,取样放入72型紫外与可见光分光光度计中测试其光透过率(见表4),以此来判断产品对紫外光的吸收情况。

钛白粉颜料、金红石钛白粉分别与水组成的悬浮体对各波长单色光的透过率与规律基本一致,对波长小于400nm的紫外光透过率均极低,随着入射光波长的增加,悬浮体的光透过率大幅度增加,至700nm已达40%以上。由于悬浮体透过率的差别可近似认为是固体物质本身的因素所导致,因此认为钛白粉颜料与金红石钛白粉相比,对紫外光均有很强的吸收屏蔽作用。

金红石钛白粉对紫外线的吸收屏蔽作用是其具备最佳化学稳定性和良好的耐老化、抗粉化和抗变色性能的体现,钛白粉颜料呈现的相似光学特性显示了其同样具备耐老化等光稳定性能。

通过以上两项实验可以看出:在涂料体系中使用钛白粉颜料可限得与钛白粉相同或相近的性能指标; 钛白粉颜料可广泛应用于涂料体系中,改善涂料的性能,较大幅度的降低材料的使用成本。

物化性质

(Physical Properties)

1、TiO2(W%):≥90;

2、白度(与标准样比):≥98%;

3、吸油量(g/100g):≤23;

4、pH值:7.0~9.5;

5、105℃挥发份(%):≤0.5;

6、消色力(与标准样比):≥95%;

7、遮盖力(g/m2):≤45;

8、325目筛余物:≤0.05%;

9、电阻率:≥80Ω·m;

10、平均粒径:≤0.30μm;

11、分散性:≤22μm;

12、水溶物(W%):≤0.5

13、密度4.23

14、沸点2900 ℃

15、熔点1855 ℃

分子式:TiO2

分子量:79.87

CAS登录号:13463-67-7

EINECS 登录号:236-675-5

晶型介绍

1、金红石型钛白粉:结合硫酸法金红石型钛白粉生产质量控制经验,集合无机包膜、有机处理、盐处理、煅烧控制、水解与产品应用等方面的创新研究,采用先进的色相与粒径控制,锆硅铝磷多元无机包膜和新型的有机处理技术。开发的新一代高档通用型(偏水性)金红石钛白粉,适用于各种建筑涂料、工业漆、防腐漆、油墨、粉末涂料等行业。

2、锐钛型钛白粉:锐钛型钛白粉,即A型钛白粉,钛白粉学名为二氧化钛(Titanium Dioxide),钛白粉有金红石(Rutile)和锐钛型(Anatase)两种晶型。锐钛型钛白粉是一种优良的白色粉末颜料,具有良好的光散射能力,因而白度好,着色力高,遮盖力强,强同时具有较高的化学稳定性和较好的耐候性,无毒无味,对人体无刺激作用,广泛应用于许多工业领域,如涂料、塑料、造纸及油墨等。


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