一、白度
鈦白粉顆粒的形狀、大小和粒度分布都會對白度產(chǎn)生影響。對于一定波長的入射光,當(dāng)顏料顆粒大小為半波長時,對光的散射率最高,也就是不透明度最高,使其顏色顯得更白。可見光的波長范圍為0.4~0.7微米,故理論上顏料顆粒的最佳粒徑為0.2~0.35微米。若顆粒度過小,則發(fā)生光的衍射,導(dǎo)致不透明度下降。當(dāng)粒徑小于0.1微米時,晶體則是透明的;當(dāng)粒徑太大時,即產(chǎn)品中含有少量(1%~2%)粒徑為0.4微米以上的大粒子,就會降低顏色對光的散射能力,就可能對顏料性能產(chǎn)生非常有害的影響。且顏料性能與散射系數(shù)關(guān)系甚大。當(dāng)散射系數(shù)在粒徑為0.2微米時為最高,這時顏料的消色力和遮蓋力最優(yōu),白度和光澤度都最好。但各種顏料性能之間有時相互矛盾,如粒徑變小時,耐候性就相應(yīng)下降,因此對于一些耐候性要求高的顏料,粒徑應(yīng)該適當(dāng)大一些。
顏料性能優(yōu)良的鈦白粉,其顆粒的粒度分布寬度應(yīng)盡可能狹窄,即顆粒粒徑在0.2~0.3微米的要占絕大多數(shù),而0.1微米以下,0.37微米以上者幾乎不存在。顏料的顆粒形狀對光散也有影響,鈦白粉的顆粒形狀要求外形輪廓光滑,不帶棱角。一般粒子為圓形時,散射率最高,對圓形規(guī)整的顆粒,其顏料性能最優(yōu)。要盡可能避免角狀顆粒,因為帶棱角的表面會減弱對光的反射,光學(xué)性能差,而且堆積在一起時,空間體積大,相應(yīng)的吸油量高。
二、遮蓋力
遮蓋力又可理解為不透明程度,在涂料和油墨行業(yè)也稱蓋底力和涂布力,是顏料的重要光學(xué)性質(zhì)。鈦白粉可強烈地散射或折射光線,如果在塑料制品中含有足夠的鈦白粉,則所有照射其表面的光線均被反射使該產(chǎn)品顯得不透明而呈現(xiàn)白色。二氧化鈦顏料在工業(yè)中重要的作用,在于利用它被分散到介質(zhì)中的不透明性能,從而達到遮蓋的效果。顏料具有的這一特性稱為遮蓋力。
顏料的遮蓋力不僅取決于它的晶體結(jié)構(gòu)、折射率和對光的散射能力,而且也取決于它對光的吸收能力。但是二氧化鈦和其他白色顏料一樣,由于它對光的吸收能力小,雖然光的吸收對遮蓋力有影響,但沒有散射能力影響大,因此其遮蓋力主要受散射力的影響,和白度一樣也受顏料的折射率、粒徑、粒徑分布和分散性能的影響。就折射率而言,在白色顏料中鈦白粉的折射率是最高的,因此,從理論上說,它的遮蓋力也是最高的。在大于可見光半波長的范圍內(nèi),粒徑越細(xì),顆粒結(jié)構(gòu)越光滑,分散性越大,則遮蓋力越大。但它有一定的限度,當(dāng)平均粒徑為0.2微米,遮蓋力最大,小于可見光波長一半時,則由于晶體對光的透明性,使遮蓋力反而下降。由此可見,粒子過大過小都不好。鈦白粉屬遮蓋性顏料,因為它有明顯的晶體結(jié)構(gòu)。它的折射率比展色劑的大,兩者相差越大,說明鈦白粉的遮蓋力越強。在白色顏料中,金紅石型鈦白粉的遮蓋力最大,銳鈦型鈦白粉次之。
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