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1、 国家标准二氧化钛颜料与性能检测方法 沈苏江（全国涂料和颜料标准化技术委员会秘书处，江苏常州213016）1概况 国家标准GB/T 1706-2006二氧化钛颜料(以下简称为新标准)已于2006年9月1日发布，2007年2月1日正式实施。该标准修改采用了国际标准ISO 5911：2000色漆用二氧化钛颜料第1部分：规格和试验方法（英文版），项目设置和技术指标与国际标准完全一致。该标准与国际标准ISO 5911：2000相比，主要差异如下：1）国家标准中删除了国际标准中“TiO2含量测定-B法氯化铬()还原法”；2）国家标准中所用试验方法均采用现行国家标准，其中大部分方法系等效采用相应国际标准；
2、3）国家标准中增加了“第8章检验结果的判定”和“第9章标志、包装、运输和贮存”；4）国家标准中删除了国际标准的前言。 新标准代替了GB 1706-1993二氧化钛颜料，并作了技术上的修订和编辑性修改。新标准与前版GB 17061993相比，主要修改之处如下：1）产品分类，新标准中产品分2种类型（锐钛型和金红石型）5个品种（A1、A2、R1、R2和R3），完全与国际标准中一致，GB 17061993中分2种类型（锐钛型和金红石型）3个品种(BA01-01、BA01-02和BA01-03)，每个品种又分3个等级(合格品、一等品和优等品)；2）标样，新标准中采用商定的参比样，GB 17061993中
3、采用选定的标准样；3）颜色、散射力测定方法，新标准中颜色测定保留了GB 17061993中目视法外增加了仪器法（GB/T 5211.201999）, 用仪器法测定散射力代替了原标准中目视法测定消色力；4)技术指标，一些性能如吸油量、水悬浮液pH值等项目指标均改为商定。 新标准的发布和实施将解决多年来原二氧化钛颜料标准实施过程中存在的诸多问题（如标准属性不合适、标准水平低、标样的局限性以及颜色等项目测试误差大等方面的问题），为增强我国钛白产品的国际竞争力、促进钛白产品走向国际市场打下良好的基础。2标准的适用范围和分类 二氧化钛颜料(俗称钛白粉)是一种白色颜料，广泛用于涂料、橡胶、塑料、油墨及造纸
4、等行业。该产品的生产工艺目前主要有二种：硫酸法和氯化法。因此，新标准中标准适用范围确定为：规定了二氧化钛颜料的产品分类、要求、试验方法、检验结果的判定及标志、包装、运输和贮存。标准适用于硫酸法或氯化法生产的二氧化钛颜料。产品主要用于涂料、橡胶、塑料、油墨及造纸等行业。 国际标准ISO 5911：2000中将产品分2种类型（锐钛型和金红石型）5个品种（A1、A2、R1、R2和R3）。其中A1类产品指未经无机表面包膜的锐钛型颜料，其TiO2含量规定不低于98%；A2类产品指经过无机表面处理的锐钛型颜料，其TiO2含量规定不低于92%；R1类产品指TiO2含量不低于97%的金红石型颜料，通常不经过无
5、机表面处理或经过微量的无机包膜处理；R2类产品指TiO2含量不低于90%的金红石型颜料，具有较理想的综合光学及应用性能，是用途最广的一类产品；R3类产品指TiO2含量不低于80%的金红石型颜料，经过高量的Al2O3/SiO2包膜处理，包膜层呈疏松多孔状，这类产品具有高吸油量和低密度，适用于需要干遮盖的高颜料体积浓度（PVC）的平光体系。 目前我国现有的钛白生产厂的产品，如果按国际标准进行产品分类，已有A1、A2、R1、R2四类。A1类产品是目前众多生产厂的主产品；A2、R1类产品目前只有少数厂生产；R2类产品是目前国内金红石产品中的主产品；随着高颜料体积浓度（PVC）涂料体系市场(主要是建筑物
6、用内外墙乳胶漆)的不断扩大，适用于此种高PVC体系的R3类钛白产品的开发和生产的意义是勿容置疑的，故此次修订标准时仍保留R3类产品，因此新标准中产品分类完全与国际标准保持一致，将产品分2种类型（锐钛型和金红石型）5个品种（A1、A2、R1、R2和R3）。3标准项目的设置及指标 为更好地与国际接轨，满足不同用途不同品种多层次的需求，新标准中项目设置和技术指标与国际标准完全一致，具体见表1和表2。表1基本要求 特性 要求 A型 R型 A1 A2 R1 R2 R3 TiO2含量，% 98 92 97 90 80 105挥发物，% 0.5 0.8 0.5 商定 水溶物，% 0.6 0.5 0.6 0.
7、5 0.7 筛余物(45m)，% 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 表2条件要求 特性 要求 A型 R型 A1 A2 R1 R2 R3 颜色a 与商定的参比样相近 散射力a 商定 在(232) 和相对湿度(505)%下预处理24h后105挥发物，%b 0.5 0.8 0.5 1.5 2.5 水悬浮液pH值 商定 吸油量 水萃取液电阻率 / 商 定 / 商定 测定时所用的参比样为有关双方商定的样品。 商定项目,当有关方面明确规定或有合同约定时才进行。 4性能检测方法4.1二氧化钛含量（铝还原法）4.1.1测试原理 经干燥的试样溶解在含有硫酸铵的硫酸中。在二氧化碳气氛下用金属铝将钛()还原成
8、钛()。然后以硫氰酸铵作指示剂，用硫酸铁()铵标准滴定溶液滴定上述溶液。4.1.2试剂 所用试剂均应采用分析纯试剂,并使用符合GB/T 6682规定的纯度至少为3级的水。 浓盐酸；浓硫酸；硫酸铵；碳酸氢钠：饱和溶液；硫氰酸铵指示剂：245g/L； 高锰酸钾溶液：c( KMnO4)=0.1mol/L 金属铝: 电解级，以铝箔、铝片和铝线形式存在，含量不低于99.5。 硫酸铁()铵标准滴定溶液: 1mL相当于0.0048gTiO2。制备 称取30g硫酸铁铵FeNH4（SO4）212H2O置于1000mL容量瓶中，加入300mL含15mL硫酸的水溶解。滴加高锰酸钾溶液直至溶液呈粉红色。用水稀释至刻度
9、并摇匀。如溶液浑浊则过滤。标定 称取经(1052)下干燥至恒重的二氧化钛标准参比物质190mg至210mg，按测定样品的步骤标定上述溶液。 用式（1）计算每毫升溶液的二氧化钛相当量T1，以克/毫升（g/mL）表示：T1= （1） 式中：m1所用二氧化钛标准参比物质的质量，单位为克（g）； 0标准参比物质的二氧化钛含量，以质量分数表示(如用光谱纯二氧化钛，则0以100%计)； V1滴定消耗硫酸铁()铵标准溶液的体积，单位为毫升（mL）。 4.1.3仪器 使用普通实验室仪器，以及下列仪器：玻璃液封管或其它合适的吸收器；称量瓶；烘箱：能维持(1052)；干燥器：内盛合适干燥剂，如硅胶。4.1.4操作
10、要点 熔样：称取已于(1052)下干燥并冷却的试样0.19g0.21g（精确至 0.0001g）于500ml锥形瓶中，加入7g至8g硫酸铵，加入20ml浓硫酸，缓慢加热至澄清，再强热（白雾至瓶口），冷却。 还原：加入水120ml，20ml浓盐酸，摇匀，加入铝片2.5g，立即加液封管（管中盛饱和碳酸氢钠溶液），待铝片溶解完毕微沸几分钟（除尽残余的氢气碎泡，此时应为透明清晰的紫色），再于流水下迅速冷却(这个过程中应随时补加碳酸氢钠溶液)。 滴定：液封管中碳酸氢钠溶液倒入瓶中，加入2ml硫氰酸铵指示剂，立即用硫酸铁()铵标准溶液滴定至淡橙色为终点。记录所耗硫酸铁()铵溶液的体积(V2)。4.1.5结
11、果表示 用式（2）计算二氧化钛含量，以质量分数表示：(TiO2)= （2） 式中： m2经干燥至恒重的试样的质量，单位为克（g）； V2 滴定消耗硫酸铁()铵标准溶液的体积，单位为毫升（mL）； T1与每毫升硫酸铁()铵标准溶液相当的二氧化钛克数，单位为克/毫升（g/mL）。 以两次平行测定值之平均值作为结果，精确至0.1%。两次平行测定值之绝对差不得大于0.4%，否则重新测试。4.1.6注意事项 （1）还原过程要与空气隔绝； （2）滴定过程速度要快，防止空气中氧气(O2)氧化溶液中钛()，导致结果偏低。4.2颜色 新标准中提供了两种方法: A法色度法和B法目视法。A法用作常规方法，B法仅作商
12、定方法，仲裁时选用A法。4.2.1 A法色度法 按GB/T 5211.201999(注1)中的规定进行。所用醇酸树脂组成为63亚麻仁油、23邻苯二甲酸酐和14三羟甲基丙烷。 注1：GB/T 5211.20-1999在本色体系中白色、黑色和着色颜料颜色的比较 色度法系eqv ISO 787/25-1993。4.2.1.1测试原理 采用平磨仪将试验颜料和商定参照颜料分别以相同方法分散在由醇酸树脂和气相二氧化硅组成的特定试验漆料中，制得试样和参照样色浆，分别在适宜的底材上制备样板，用光度计测量其三刺激值X、Y、Z（注2），由此评定比较相应的颜色特性相对色调（a*、b*、b*/a*）、色品差量s（注3
13、）和明度差L*。 注2：目前多数仪器可以直接测定得到L*、a*、b*、a*、b*、Eab*、L*等数据，不必先测定X、Y、Z值再计算。 注3：s=（a*）2（b*）21/2或s=（Eab*）2（L*）21/24.2.1.2材料醇酸树脂气相二氧化硅试验漆料(注4) 注4：标准试验漆料（由醇酸树脂和气相二氧化硅组成）提供单位：全国涂料和颜料标准化技术委员会秘书处。Tel：0519-3970300 联系人：陈文江。4.2.1.3仪器及器具 使用普通实验室仪器，以及下列仪器： 光度计 底材：最小尺寸为150mm50mm，均匀平整。可以采用无色透明光学玻璃板或载片、钢板、硬纸板等。 漆膜制备器：规格为1
14、50m200m。 平磨仪 调刀4.2.1.4操作要点 试样和参照样分散体的制备：用平磨仪将试样和参照样分别分散于由醇酸树脂和气相二氧化硅组成的特定试验漆料中。（称取二氧化钛颜料4.0g和试验漆料3.0g制备分散体，研磨时施加负载1kN，每次50转，研磨总转数为100转或200转，确保颜料完全分散。） 样板的制备：采用相同方法将制得的两种分散体分别制成宽度至少为40mm的湿膜样板。（用规格为150m200m的漆膜制备器将分散体刮涂到底材上，用适宜的方式覆盖湿样。） 测定：采用适宜的几何条件用光度计测定湿膜样板的三刺激值或其它颜色特性值。4.2.1.5结果表示 将试样和参照样比较，以相对色调（a*
15、、b*、b*/a*）、色品差量s和明度差L*表示。4.2.1.6注意事项 研磨时浆状物应置于平磨仪下层玻璃板边缘至中心的中间处，保证浆状物得到充分研磨； 分散体制备时选定的研磨总转数应确保颜料在漆料中充分分散； 分散体制成样板后应尽快测定湿样，样板湿膜应为不透明层，以避免底材影响。4.2.1.7测定实例 试样及参比样：BA01-01钛白粉 仪器及器具:PM240平磨仪、SF450分光测色仪、无色透明光学玻璃板、漆膜涂布器、透明聚酯薄膜等。 测定：4.00g颜料 + 3.00g试验漆料，研磨分散100转，刮片(漆膜涂布器规格150m)，用SF450分光测色仪测定，结果如下：（测量条件：d/8、D65光源、包含光泽） 样品 L* a* b*