の コーティング改質 の 二酸化チタン （TiO₂）は、分散性、耐候性、光沢、 化学薬品 安定性。二酸化チタンを通じて コーティング 改質により、TiO₂の性能は様々な産業用途において大幅に向上します。一般的なコーティング方法は、主に無機コーティング、有機コーティング、複合コーティングの3つに分類されます。以下では、これらの二酸化チタンコーティング改質方法を具体的に分類し、簡単に紹介し、様々な用途における独自の利点を強調します。
無機コーティング改質
による コーティング 二酸化チタン粒子の表面に無機酸化物または塩の層を形成し、化学的安定性と光学特性を向上させる物理的なバリアを形成します。
酸化コーティング
原理： 金属酸化物水和物（SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂など）がTiO₂表面に沈殿し、均一なコーティング層を形成します。
一般的なタイプ:
- シリカ（SiO₂）コーティング： 分散性と耐候性を向上させ、凝集を減らし、コーティングやプラスチックに使用されます。
- アルミナ（Al₂O₃）コーティング： 表面極性を強化し、有機マトリックスとの適合性を改善し、光沢と耐薬品性を高めます。
- ジルコニア（ZrO₂）コーティング： 耐高温性、耐摩耗性を向上させ、高性能コーティングやセラミックに適しています。
プロセス： 金属塩（例：ケイ酸ナトリウム、硫酸アルミニウム）を TiO₂ スラリーに加え、 pH を調整して金属酸化物水和物を沈殿させます。
複合酸化物コーティング
原理： 2 種類以上の金属酸化物 (例: Al₂O₃-SiO₂、ZrO₂-SiO₂) によるコーティングにより、各成分の利点が組み合わされます。
特徴: 優れた総合性能を提供します。例えば、Al₂O₃-SiO₂コーティングは分散性と耐候性を向上させ、高性能自動車塗料やコイルコーティングに適しています。
塩コーティング
原理： 金属塩（リン酸塩、ケイ酸塩、硫酸塩など）は、TiO₂ 表面に不溶性の塩層を形成します。
一般的なタイプ:
- リン酸アルミニウムコーティング： 耐候性と防粉性を高め、屋外用塗料によく使用されます。
- 硫酸亜鉛コーティング： 表面電荷特性を改善し、凝集を減らし、分散性を高めます。
有機コーティング改質
二酸化チタン表面のヒドロキシル基と有機化合物の反応により有機分子層が形成され、有機媒体との適合性が向上します。
カップリング剤コーティング
原理： カップリング剤分子（シラン、チタン酸塩、アルミン酸塩など）は両親媒性構造を持ち、一方の端は TiO₂ のヒドロキシル基に結合し、もう一方の端は有機マトリックス（樹脂、ポリマーなど）と反応します。
関数：
- シランカップリング剤: 水性コーティングやインクによく使用される水性システムでの TiO₂ 分散を改善します。
- チタン酸塩/アルミネートカップリング剤： プラスチックやゴムなどの油性システムにおける適合性を高め、加工中の凝集を減らします。
界面活性剤コーティング
原理： 界面活性剤（脂肪酸、スルホン酸塩、第四級アンモニウム塩など）は、物理吸着または化学反応によって TiO₂ 表面に付着し、電荷層または疎水性層を形成します。
関数：
- 陰イオン界面活性剤（例：ステアリン酸）： プラスチックやゴムによく使用される油性媒体での分散性を向上させます。
- 陽イオン界面活性剤（例：ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド）： 極性システムに適しており、安定性が向上します。
ポリマーコーティング
原理： ポリマーグラフト（例：アクリレート、エポキシ樹脂、シロキサン）は、TiO₂ 表面での重合反応によって実現されます。
関数： 厚いコーティング層を形成し、化学的腐食をさらに遮断し、耐候性と機械特性を向上させます。特定の樹脂との相溶性を高め、高性能複合材料やコーティングに適しています。
シリコンコーティング
原理： ポリオルガノシロキサン（シリコーン、シリコーン樹脂など）は、表面エネルギー特性が低いため、TiO₂ 粒子をコーティングします。
関数： 表面張力を低下させ、分散性と滑らかさを高めます。インクや化粧品によく使用されます。
複合コーティングの改質
無機コーティングと有機コーティングの利点を組み合わせ、段階的または同時に二重コーティングを実施して、相補的な性能を実現します。
最初に無機コーティング、次に有機コーティング
プロセス： まず無機酸化物（SiO₂など）で物理的なバリアを形成し、次にカップリング剤またはポリマーで改質して有機強化を行います。
特徴: 耐候性の高い建築用コーティングや OEM 自動車用塗料など、耐候性と適合性のバランスを保ちます。
無機-有機同期コーティング
プロセス： 同じ反応系に無機コーティングと有機コーティングを同時に導入して、コアシェル構造を形成します。
特徴: コーティング層の密着性が向上し、性能が大幅に向上します。航空宇宙用コーティングやナノ複合材料などのハイエンド用途に適しています。
その他の特殊コーティング技術
ナノコーティング
原理： ナノ材料（ナノSiO₂、ナノZnOなど）をコーティングに使用して紫外線遮蔽能力と透明性を高めます。日焼け止め化粧品や光学コーティングによく使用されます。
マイクロカプセルコーティング
原理： TiO₂粒子をポリマーマイクロカプセルに封入し、カプセルの破裂条件（温度、pHなど）を制御することでTiO₂を放出します。スマートコーティングや制御放出システムに適しています。
結論
の選択 二酸化チタンコーティング改質 アプリケーションシナリオ（コーティング、プラスチック、インク、化粧品など）と性能要件（耐候性、分散性、適合性など）に基づいて決定する必要があります。
例えば：
- 屋外用コーティング： 耐候性を高めるには、無機酸化物（例：Al₂O₃-SiO₂）または複合コーティングが適しています。
- プラスチック加工： 分散性や加工性を向上させるために、カップリング剤や界面活性剤が使用されます。
- ハイエンドアプリケーション: 複合コーティングまたはナノコーティングにより、多機能の相乗的な最適化が可能になります。
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