钛白产业的现状与油墨原材料的发展与研发

钛白产业的现状与油墨原材料的发展与研发摘要：钛白粉在油墨工业和制造过程中是不可缺少的白色颜料，不溶于水和弱酸碱，耐热性好。因为钛白粉是目前最佳的一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性，最佳的白度和光亮度。钛白粉是高级油墨中不可缺少的白色颜料。介绍了钛白产业现状与油墨钛白研发的新思路和新的技术，分析了国内油墨钛白的发展趋势,结合环境保护和绿色产品的理念，介绍分析了油墨用原材料的发展趋势与应用。钛白粉在油墨工业和制造过程中是不可缺少的白色颜料，不溶于水和弱酸，耐热性好。因为钛白粉是目前最佳的一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性，最佳的白度和光亮度。钛白粉是高级油墨中不可缺少的白色颜料。因为钛白粉的耐候性良好，时间久远而不变色，表面润湿性能良好，易于分散。钛白粉具有高的着色力和光扩散性。当钛白粉被分散到油墨的介质中，可以使油墨展现出高的遮盖力。除此以外，钛白粉还具有良好的耐光性、耐热性、耐水性和疏水性，因此钛白粉在高档次的白色油墨中应用效果优越，是当今白色油墨应用发展的方向，白色油墨是未来发展的重要方向，尤其是水性油墨和无溶剂的油墨，他们能够大大降低油墨对环境和人体的污染。钛白粉也是调配众多中间色油墨产品的必要的原料。钛白粉在油墨的配方中占质量分数的25－50％，有的特种油墨甚至更高。钛白粉是一种白色颜料，学名二氧化钛，作为一种重要的无机化工产品，曾经是国家鼓励的无机新材料产品。由于其化学性能稳定，具有高折射率和理想的粒度分布，因此以其良好的白度、遮盖力、着色力广泛应用于涂料、油墨、塑料、橡胶、纸张、陶瓷和合成纤维等。目前世界钛白粉的消费近3％用于印刷油墨，由于08年奥运会和国家政策的倾斜，得到了的飞速发展。据专家预测，中国的增长幅度更大。但是在大好形势的背后，国内钛白粉行业也面临着巨大压力，尤其是来自生产方式单一，技术水平较低，环保压力大，产品优势不明显等多方面的挑战。技术创新机制未完全投入，国外其生产型的公司、单位，一般都把销售收入的3％作为研发费用，用于产品的更新换代，发达国家的产品研发投入高达5－10％之多，可以说真正做到了研发一代，生产一代，储备一代，淘汰一代，正事因为有高的研发投入，所以也拉大了发展中国家与发达国家的钛白产业的差距。也正事因为有着强有劲的技术创新保障机制，国外的钛白粉的水平与国内的差距较大，无论从生产工艺、设备、应用开发等都更高一筹，国内钛白粉企业只有从根本的技术水平入手，生产、设备、市场相结合，在钛白粉行业整体提升的进程中，实现跨越式的前进，加大产业的科技开发与创新，提升中国钛白粉产业的整体水平，缩小与国外的差距。尤其是杜邦和阿斯创等世界知名钛白粉生产商宣布在国内投资建厂，将对中国的钛白粉企业产生一定的冲击，但是，也能够促进中国钛白粉企业的发展，因此，钛白粉在油墨中的使用是众多的钛白粉生产企业的研发方向。近几年来，钛白粉工业持续升温，国内钛白粉行业发展十分的迅速。经济运行质量较好，但是，随着许多企业的低水平扩张和重复建设，许多矛盾日渐突出。尤其是近几年国家高度重视环境保护后，一批钛白粉企业上了“黑名单”。给中国的钛白粉产业敲响了警钟。同时，也为国内钛白粉产业的资源综合利用、科技创新奠定了条件，产业发展要与国家的环境友好、资源综合利用、节能降耗等产业政策相适应。钛白产业的高耗能、高污染，在国家发改委和许多政策的制定上都作出了严格的界定。只有采取切实可行的发展战略，促进钛白行业的技术提升和技术创新，加大研发投入和自主创新，改进硫酸法钛白粉的生产工艺，优化生产工艺，改进生产设备，提升钛白粉的质量水平，促进资源的综合利用和生产系统的闭路循环，以清洁生产促进钛白产业的环保治理，促进钛白产业的自主知识产权，才是钛白产业的最终赢家，也才能够促进钛白粉产业的持续、健康发展。1、国内钛白粉企业的现状：1．1生产规模重复建设，低水平扩张明显近年来，虽然中国钛白粉产量平均年增长30％以上，我国成为仅次于美国成为全球第二大钛白粉生产国，但在国际市场上还没有竞争力,也不能满足国内需求，进口钛白粉占我国钛白粉产量的50％左右，而且进口钛白粉与国产钛白粉的价格相差尽6000元人民币。其主要原因在于国产产品质量档次低，企业规模偏小、工艺设备落相对滞后，技术开发能力薄弱，没有成规模的原材料基地。国外先进企业的产能一般在6万吨／年左右，其中氯化法最大为30.5万吨，硫酸法为13.1万吨；而我国钛白粉生产装置平均规模仅为1万吨/年左右，最大的也仅为6万吨。此外，市场竞争不规范，存在着恶意的竞争，尤其是出口中较为明显。环境保护问题也较为严峻。由于传统的硫酸法工艺污染严重，不适于可持续发展，不能够满足国家的节能降耗，资源的综合利用。一些发达国家已逐渐淘汰硫酸法的生产线，但是硫酸法技术也有氯化法不能够比拟的优势，能够生产氯化法不能够生产的锐钛型钛白粉。由于原料、投资等诸多问题，我国的钛白粉生产工艺和应用领域的开发也未达到先进水平，在此情况下，技术上受制于国外企业在所难免。国内钛白粉企业的低水平扩展必须引起国家的高度重视，无序的扩张必将导致企业间的恶性残杀，不利于整体的提升。国内年产1万吨的钛白粉企业由1998年的6家猛增到目前尽20家之多，近两年来我国硫酸法钛白粉工艺扩产速度有所减慢但产能不断扩张，尤其在华东、华南、华中，一批民营企业的崛起，促进了钛白粉产业的扩张。2006年底四川龙蟒硫酸法钛白粉产能达到6万T/A，并计划扩能至8万T/A，山东东佳集团的扩产改造使其金红石型钛白粉的生产能力达到8万T/A，锐钛型钛白粉达到2.5万T/A，还与日本钛工业株式会社、日本三井物产株式会社合资生产化纤钛白粉。形成了多品种、高技术、大规模的钛白粉生产模式，位居全国同行业之首；镇江太白集团原有产能为1.8万T/A，而目前已经建成了1条5万T/A的高档钛白粉生产线。在企业扩建的同时，企业之间兼并的步伐也在加快。中华核原（404厂）2003年收购了昆明1家钛矿厂和钛白粉生产厂，目前总产能已达到5万T/A。攀钢集团控股渝钛白和锦州铁合金后，近期又收购云南和广西3家企业，总产能已达到9万T/A。2006年我国钛白粉总产量约95万T，受环保政策影响，锐钛型钛白粉增幅相对较小，被限产或停产的部分装置基本为锐钛型。1.2技术水平与品种结构现状。近几年以来，我国钛白粉行业在科技含量较高的金红石型产品发展上取得了令人瞩目的成效，行业整体技术水平水平也有了进一步的提高。我国对钛白粉的需求不仅是数量上的增长，而且随着下游行业的发展和技术水平的提高，钛白粉的质量和性能也在不断的提高和变化。面对这一现状，特别是近两年，钛白粉行业的自主创新能力明显的加强，各家钛白企业加快了专用、高档钛白的开发和生产，各家企业紧贴市场，提高产品质量。各家钛白粉企业的质量水平明显提高，与国外产品的差距进一步缩小，龙蟒的R-996、东佳的SR-236、中核华原的R-215、江苏钛白的ZR960、渝钛白的R258都已经被国内外客户认可。国内整体技术工艺以硫酸法为主，虽然交以往的技术有所改进，但是仅仅局限于设备单元的大型化和局部单元操作的改进。整体未有大的改进。令人头疼的硫酸法的废酸、废渣、废气问题一直是困扰国内企业健康成长的关键性问题，如果刨除“三废”的治理费用，硫酸法钛白粉很难维持低成本的扩张。国内的高校院所等科研机构对硫酸法钛白粉的理论研究较少，缺少有力的、系统的理论支持。整个硫酸法钛白粉涉及多个学科和交叉科学，缺乏理论的基础研究，尤其在反应机理和化学热力学、热工和粉体行为等方面。近年来，正是由于钛白行业各企业对产品结构的优化升级普遍重视，一些企业加大了新产品的开发力度，使国产金红石型产品的质量不断提高。应该引起注意是，由于受资金、技术、产品竞争力等因素的制约，我国金红石型产品的发展仍显滞后。金红石型产品的产量占总产量的比例还比较低，与国际上的85-90％的比例相比差距很大。1.3市场消费情况近10年来，我国国民经济持续、快速发展，国内GDP年均增长率超过7％，有力地带动了国内钛白粉市场。近年来，尽管国家采取宏观调控措施，抑制了部分行业过热的发展势头，但决定经济增长的消费基础并未动摇，全年经济仍然达到9％以上的增速，特别是涂料、塑料、造纸、油墨等钛白粉下游行业需求量的快速增长，构成了钛白工业经济增长的拉动因素。据海关统计，近几年，我国钛白粉进口的绝对量保持快速增长，进口量占到国内消费量36％以上。主要进口地是澳大利亚、日本、美国、德国、英国、法国、马来西亚等国家。进口钛白粉增幅大的主要原因是，目前国内钛白粉因质量原因很难进入国内高档钛白粉市场，高档市场被杜邦、美礼联、科美基等世界大生产商所垄断。国外企业以光学性能较好、遮盖力、消色力、耐候性优异的金红石型钛白粉为主，其中又以经过表面处理的金红石钛白粉居多，并有各种专用钛白粉产品。近年来，随着国内涂料、油墨、塑料、橡胶等行业的迅猛发展。专用锐钛型产品和金红石型产品形成巨大的市场需求，而国内的产品品质难以保证，所以进口高档钛白粉的量逐年上升，对外依存度日益提高。在进口的钛白粉中，以金红石型产品为主，其份额大约占到近80％，其余是合成纤维消光用锐钛型和其它一些高档专用的锐钛型产品。2、油墨原材料与油墨发展趋势油墨用原料主要有颜料、有机溶剂、树脂、相关助剂组成。目前，我国的高档油墨市场都被国外知名公司占领，因为我国的油墨生产与研发处在刚刚起步的阶段，尤其是水性的油墨和无溶剂的环保型油墨及其原材料，需要政府的政策引导和科研院所的大力开发和成果转化。中国的油墨市场孕育着巨大的商机，特别是进入新的世纪，随着科学的深入发展和公众环保意识的加强，油墨的绿色产品理念和环保逐步加强，这对传统的油墨带来了一定的冲击和挑战。这就需要在油墨的研发和使用过程中，开发新的原材料，提高产品的技术含量，研发即能够符合环保要求，又能够适应于油墨应用的新型原材料。2.1油墨用的颜料油墨的许多性能如油墨的密度、透明度、流动性、耐热性等是由所用的颜料的性能决定的，油墨用颜料的质量对油墨质量的影响十分大，特别是颜料的着色力（白色颜料称消色力）、化学稳定性能、耐晒性能、颜料的分散性、颗粒大小、与树脂混合后的流动性等等。所用颜料的颜色、光泽度直接决定了油墨的色调。可以说油墨用颜料的性能直接决定了所生产的油墨的应用性能。油墨用颜料为油墨提供了五彩斑斓的色彩和耐久性，所用的颜料对油墨的流动性和黏度等都有较大的影响。颜料决定了油墨的颜色，在很大程度上决定了油墨的质量。2.2油墨用树脂油墨用树脂都是有机高分子化合物，分子量大，结构复杂。他是有机化合物的缩合体或者聚合体。不同的树脂需要在不同的有机溶剂和油类中溶解，从而配制成为树脂的稀料溶液。当溶剂从树脂中蒸发，又使树脂分子结合、固化成为凝胶体，形成薄膜透亮的膜。从而使得油墨在印刷时成膜。树脂是油墨中的流体部分，他能够使色料在分散设备上轧细、分散均匀；在承印物上附着牢固，而且使油墨具有必要的光泽和干燥性能。树脂的选择要从油墨的不同使用范围而定，遵循“相似者相容”的原则选择合适的溶剂和油类，配制树脂的稀料。合适的树脂对制造的油墨的光泽度、流变性、、附着力等都有较大的影响。树脂在油墨中起着充当颜料的载体、将颜料均匀的分散混合在一起的作用，并形成浆状胶黏体。树脂能够使颜料颗粒通过传递在承印物表面牢固附着，使形成的油墨具有光泽度、干燥性等印刷性能。所以树脂决定了油墨的主要性能。2.3油墨用助剂油墨用助剂是油墨制造以及印刷使用中为了改善油墨本身性能而添加的一些材料。为了提高印刷条件的多样性，必须对油墨添加一定的助剂，以使油墨对印刷有良好的适应性。油墨添加的助剂复杂多样，主要有催干剂、增塑剂、稀释剂、冲淡剂、表面活性剂等等尽二十余种。油墨中的助剂用以改进油墨的性能、稳定油墨的结构和保证油墨的质量。助剂虽然在油墨中的使用比例不大，但是对油墨的应用效果显著。2.4油墨用植物油植物油的主要成分是脂肪酸脂，根据植物油的饱和程度分为干性、半干性和不干性植物油，他们是油墨连接料的主要原材料。2.5油墨用矿物油矿物油也是油墨连接料的重要材料，他能够对树脂进行溶解和稀