二氧化鈦的遮蓋力研究

二氧化鈦遮蓋力的影響因素有填料粒度、填料折射率、PVC含量等。

填料對二氧化鈦遮蓋力的影響 

       在涂膜中，細粒徑填料使二氧化鈦分布更均勻；大粒徑填料使二氧化鈦聚集，降低了二氧化鈦的遮蓋力。 

       填料（體質顏料）在中高PVC涂料配方中大量使用,它既可以降低成本，也對涂料的流變性、涂膜的力學性能等方面產生影響，但填料的粒徑太大時會影響二氧化鈦的遮蓋力。配方5-7對比率(遮蓋力)測試數據說明細粒徑填料可以提高二氧化鈦的遮蓋力。3個配方相同，表明大粒徑填料不利于二氧化鈦的遮蓋力。

二氧化鈦遮蓋力與填料折射率的關系 

       填料在涂膜中對遮蓋力有兩個方面的影響，一方面,填料本身具有一定的遮蓋力，由式（1）可知，填料折射率越大，其遮蓋效應越強；另一方面， 在涂膜中，填料相當于基料，式（1）也可看出,填料（相當于基料）的折射率越低,遮蓋力越強。在一個配方中，選用低折射率還是高折射率的填料，要看哪一個方面起主要作用。 

       填料折射率的大小關系為：硅灰石>高嶺土>滑石粉。3 種填料粒徑接近(均為1250目)，粒徑因素的影響很小。在含二氧化鈦純丙乳膠漆體系中，涂料遮蓋力大小關系為：硅灰石> 高嶺土> 滑石粉，因此，填料本身的遮蓋效應起主要作用，折射率越大其遮蓋作用越強。在含二氧化鈦苯丙乳膠漆體系中，涂料遮蓋力大小關系為：滑石粉>硅灰石>高嶺土，由此可見，滑石粉基料效應大于其本身的遮蓋效應。 

       填料的折射率一般在1.45—1.65之間，基料既折射率一般在1.45—1.60之間。當涂料選用低折射率的基料時，選用高折射率的填料可以提高二氧化錨的遮蓋力；當涂料選用高折射率的基料時，選用低子基料折射率的填料可以提高二氧化鈦的遮蓋力。

       從3種填料和純丙乳液、苯丙乳液的折射率可以看出，3種填料的折射率均大于純丙乳液的折射率，而滑石粉的折射率小于苯丙乳液的折射率。由此可見，當填料的折射率大于基料的折射率時，填料本身的遮蓋效應占主導因素，折射率越大其遮蓋作用越強；當填料的折射率小于基料的折射率時，填料的基料效應起主導因素，低于基料折射率的填料有更強的遮蓋效應。

 PVC丙烯酸涂料對二氧化鈦遮蓋力的影響

       在不同PVC丙烯酸涂料配方中，二氧化鈦遮蓋力、涂料涂布率與PVC的關系，在PVC低于20%時，隨PVC增加，二氧化鈦的遮蓋力增大；在PVC高于20%時，隨PVC增加，二氧化鈦遮蓋力下降；在PVC為20%時，二氧化鈦的遮蓋力最高。最佳PVC與二氧化鈦粒徑、基料折射率等因素有關。

       PVC低于30%時,隨PVC增加，涂布率增加；PVC在30%至50%之間時，隨PVC增加，涂布率基本不變。 

       在PVC高于50%時，隨PVC的增加，二氧化鈦遮蓋力和涂布率都增加，這是因為PVC高于50%時，基料不能包覆二氧化鈦顆粒，空氣取代一部分基料形成島狀空氣團， 產生新的散射中心。由于空氣的折射率為1.00，小于基料的折射率；并且PVC越高，空氣取代基料就越多，遮蓋力也越高，這就是通常所說的空氣干遮蓋效應，這也是含填料的高PVC涂料設計的依據。 

       顏料體積濃度(PVC)影響二氧化鈦粒子之間的距離。低PVC涂料中二氧化鈦粒子之間的距離大；高PVC涂料二氧化鈦粒子之間的距離小，粒子排列擁擠。當粒子之間的距離比光波半波長還小時，單個粒子不再具有獨立散射中心的功能，反而降低遮蓋效率。

       綜合以上分析，在只含二氧化鈦顏料的涂料配方中，最佳PVC的選擇在20%-30%之間。 
 
       從式(1)可以看出，當顏料一定時，基料折射率越小，遮蓋力越大。不同基料折射率測試結果可以看出，在乳膠漆體系中， 純丙乳液比苯丙乳液折射率小，在溶劑型基料中，溶劑型丙烯酸比醇酸樹脂的折射率小。因此，在同樣的配方(PVC、二氧化鈦含量相同)中，純丙乳膠漆比苯丙乳膠漆的遮蓋力要強，溶劑型丙烯酸涂料比溶劑型醇酸涂料的遮蓋力要強。

二氧化鈦遮蓋力與基料折射率的關系

遮蓋力、顏料折射率、基料折射率之間的關系見式(1)
HP∝cm2∝0.16(np—nb)2…………………(1) 式中HP—遮蓋力；
np—顏料折射率；
nb—基料的折射率；
m—為Lorentz指數，m：0.4(np—nb)。

       了解二氧化鈦顏料的遮蓋力影響因素，在利用遮蓋力測試紙進行遮蓋力測試時，發現遮蓋力欠佳的狀況下可以采用相對的措施解決。