钛白粉（Titanium Dioxide），化学名称为二氧化钛（TiO₂），是世界上公认的性能最优异、应用最广泛的白色颜料。

一、物理特性

钛白粉主要有金红石型（Rutile） 和锐钛型（Anatase） 两种商业晶型，两者物理性质差异显著。

1. 基本物理参数对比

金红石型因折射率更高，具有更强的遮盖力和消色力；而锐钛型密度更小，同等质量下颜料体积更大。金红石型晶格致密、光学活性小、耐候性好。

2. 其他物理性质

• 外观：白色无定形粉末（高温下变为棕色），无臭无味。

• 分子量：79.87～79.9。

• 电导率：具有半导体性能，电导率随温度上升迅速增加——金红石型加热到420℃时，电导率比20℃时增加10⁷倍。氧缺陷浓度对电导率有显著影响。

• 吸水性：锐钛型吸水性仅0.02%；金红石型吸湿性更小。吸湿性与比表面积及表面处理有关。

3. 制造方法对物理性质的影响

硫酸法生产的钛白粉粒径较大，颜色发红光，色相偏灰或偏黄，批次间色相不稳定。氯化法生产的钛白粉粒径细，颜色发蓝光，色相纯白稳定。高档应用中常优先选用氯化法产品。

二、化学性能

1. 基本化学性质

钛白粉化学性质极为稳定，属于偏酸性的两性氧化物。

• 溶解性：

• 不溶于水、脂肪、有机酸和弱无机酸

• 不溶于盐酸、硝酸和稀硫酸

• 可溶于热浓硫酸和氢氟酸（需长时间煮沸）

• 微溶于碱

• 与碱反应：与熔融的氢氧化钠作用生成钛酸盐

• 高温还原：高温下可被氢、碳、金属钠等还原为低价钛化物

2. 光化学活性（核心化学特性）

这是钛白粉最重要也最需关注的化学性质：

• 机理：当钛白粉暴露于能量大于或等于其能隙的光源（尤其是紫外线）时，会表现出强烈的光催化活性。在紫外线照射下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，生成高化学活性的过氧化物及自由基。

• 后果：这种光化学活性会促使周围有机物（如涂料树脂、塑料基材）发生氧化降解，导致涂层粉化、塑料老化变脆。

• 晶型差异：锐钛型在紫外线下的光化学活性尤为明显。金红石型因晶体结构更致密，光学活性较小。

3. 表面处理（抑制光化学活性的关键手段）

为弥补光化学活性缺陷，工业钛白粉几乎都经过表面处理：

• 处理顺序：先进行无机表面处理，后进行有机表面处理。

• 无机表面处理：

• 氧化铝（Al₂O₃）包覆：增强表面极性，改善与有机基质的相容性，提升光泽度和耐化学腐蚀性。

• 氧化硅（SiO₂）包覆：提高分散性和耐候性，减少颗粒间团聚。

• 氧化锆（ZrO₂）包覆：进一步提升耐候性。

• 硫酸法金红石型钛白粉通常进行Al₂O₃/SiO₂/ZrO₂三重处理（含量依次约2.23%、1.55%、0.77%）。

• 有机表面处理：使用有机硅类、多元醇类、有机胺类等包膜剂，改善分散性（润湿性）。

• 处理目的：通过包膜堵塞晶格缺陷、遮蔽表面光活化点，使二氧化钛不直接与有机物接触，抑制光催化作用，同时增强耐候性和化学稳定性。

三、具体用途

钛白粉被誉为“世界上性能最好的一种白色颜料”，消费量已成为衡量一个国家生活水平的主要标志之一。

1. 涂料行业（最大应用领域，约占60%）

• 建筑涂料：

• 锐钛型：因易粉化，多用于内墙涂料

• 金红石型：因耐老化，多用于外墙涂料

• 工业涂料：防腐涂料、粉末涂料

• 汽车涂料：底漆、面漆、修补漆

• 其他：船舶涂料、卷钢涂料、道路标线漆等

2. 塑料行业（第二大用户，增长最快的领域）

钛白粉在塑料中的应用包括：

• 作为增白剂和遮光剂，提高白度、亮度和遮盖力

• 提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性能，免受UV光侵袭

• 改善塑料制品的机械性能和电性能

• 广泛应用于塑料薄膜、管材、板材、包装材料、汽车内饰、家电外壳等

• 全球500余个钛白粉牌号中，有50多个属于塑料专用牌号

3. 造纸行业

• 作为填料和涂布颜料

• 改善纸张的白度、平滑度和不透明度

• 通常使用锐钛型

4. 印刷油墨

• 适用于胶印油墨、凹印油墨、柔印油墨及UV油墨等

• 提供遮盖力和白度

• 高档油墨多采用进口氯化法钛白粉

5. 化妆品

• 物理防晒剂：通过吸收、反射、散射等方式抵抗紫外线（防晒波段约290-400nm，属全波段防晒）

• 最大允许添加浓度：25%

• 大颗粒用于白色颜料（遮盖作用好）；小颗粒（纳米级）可透过可见光而挡住紫外线，使用相对透明

• 广泛用于防晒霜、BB霜、素颜霜等产品

6. 其他领域

• 化纤：锐钛型因硬度较低，用于化纤消光以避免磨损喷丝孔

• 橡胶：既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用

• 陶瓷与耐火材料：制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温实验器皿

• 电子工业：利用其高介电常数和半导体性质，生产陶瓷电容器等电子元器件

• 食品添加剂：作为食品白色素

四、识别方法

市场上假冒钛白粉主要有三类：

1. 将国产钛白粉包装成进口产品

2. 以锐钛型冒充金红石型或在金红石型中掺入锐钛型

3. 混入碳酸钙、立德粉、硫酸钡等廉价填料

1. 感官与物理方法（快速初步鉴别）

2. 化学方法（鉴别掺入的填料）

3. 仪器分析方法（准确鉴别）

4. 其他辨别方法

• 检查包装：进口钛白粉包装上通常有特定的图案、字体、批号等特征，封口方式也与国产不同。

• 索要报告：要求供应商提供产品的SGS检测报告，进口产品可要求提供海关进出口证明。

• 涂料验证：做成乳胶漆后加入铁红，颜色深的说明遮盖力差，为假货或劣质品。

• 国家标准：产品质量应符合GB/T 1706-2006（二氧化钛颜料）标准要求。