O modificação do revestimento de dióxido de titânio (TiO₂) é um método importante para melhorar suas propriedades, como dispersão, resistência às intempéries, brilho e químico estabilidade. Através do dióxido de titânio revestimento Com a modificação, o desempenho do TiO₂ pode ser significativamente aprimorado para diversas aplicações industriais. Os métodos de revestimento comuns são divididos principalmente em três categorias: revestimento inorgânico, revestimento orgânico e revestimento composto. Abaixo, apresentamos uma classificação específica e uma breve introdução a esses métodos de modificação de revestimento com dióxido de titânio, destacando seus benefícios exclusivos para diversas aplicações.
Modificação de revestimento inorgânico
Por revestimento uma camada de óxidos ou sais inorgânicos na superfície das partículas de dióxido de titânio, uma barreira física é formada para melhorar sua estabilidade química e propriedades ópticas.
Revestimento de óxido
Princípio: Hidratos de óxidos metálicos (por exemplo, SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂) precipitam na superfície do TiO₂ para formar uma camada de revestimento uniforme.
Tipos comuns:
- Revestimento de sílica (SiO₂): Melhora a dispersão e a resistência às intempéries, reduz a aglomeração, usado em revestimentos e plásticos.
- Revestimento de alumina (Al₂O₃): Melhora a polaridade da superfície, melhora a compatibilidade com matrizes orgânicas, aumenta o brilho e a resistência química.
- Revestimento de zircônia (ZrO₂): Aumenta a resistência a altas temperaturas e ao desgaste, adequado para revestimentos e cerâmicas de alto desempenho.
Processo: Sais metálicos (por exemplo, silicato de sódio, sulfato de alumínio) são adicionados à pasta de TiO₂, ajustando o pH para precipitar hidratos de óxidos metálicos.
Revestimento de óxido composto
Princípio: O revestimento com dois ou mais óxidos metálicos (por exemplo, Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂) combina as vantagens de cada componente.
Características: Oferece desempenho geral superior. Por exemplo, o revestimento Al₂O₃-SiO₂ melhora a dispersão e a resistência às intempéries, sendo adequado para tintas automotivas de alto desempenho e revestimentos de bobinas.
Revestimento de sal
Princípio: Sais metálicos (por exemplo, fosfatos, silicatos, sulfatos) formam camadas de sal insolúveis na superfície do TiO₂.
Tipos comuns:
- Revestimento de fosfato de alumínio: Aumenta a resistência às intempéries e a capacidade anti-pulverização, comumente usado em revestimentos para áreas externas.
- Revestimento de sulfato de zinco: Melhora as propriedades de carga da superfície, reduz a aglomeração e melhora a dispersão.
Modificação de revestimento orgânico
Por meio da reação de compostos orgânicos com os grupos hidroxila na superfície do dióxido de titânio, uma camada molecular orgânica é formada para melhorar sua compatibilidade com meios orgânicos.
Revestimento de agente de acoplamento
Princípio: As moléculas do agente de acoplamento (por exemplo, silanos, titanatos, aluminatos) têm uma estrutura anfifílica, com uma extremidade ligada aos grupos hidroxila do TiO₂ e a outra reagindo com matrizes orgânicas (por exemplo, resinas, polímeros).
Função:
- Agentes de acoplamento de silano: Melhora a dispersão de TiO₂ em sistemas aquosos, comumente usados em revestimentos e tintas à base de água.
- Agentes de acoplamento titanato/aluminato: Melhora a compatibilidade em sistemas oleosos como plásticos e borrachas, reduzindo a aglomeração durante o processamento.
Revestimento surfactante
Princípio: Surfactantes (por exemplo, ácidos graxos, sulfonatos, sais de amônio quaternário) se ligam à superfície do TiO₂ por meio de adsorção física ou reações químicas, formando uma carga ou camada hidrofóbica.
Função:
- Surfactantes aniônicos (por exemplo, ácido esteárico): Melhora a dispersão em meios oleosos, comumente usados em plásticos e borracha.
- Surfactantes catiônicos (por exemplo, cloreto de dodeciltrimetilamônio): Adequado para sistemas polares, aumentando a estabilidade.
Revestimento de polímero
Princípio: O enxerto de polímero (por exemplo, acrilatos, resinas epóxi, siloxanos) é obtido por meio de reações de polimerização na superfície do TiO₂.
Função: Forma uma camada espessa de revestimento, isolando ainda mais a corrosão química, melhorando a resistência às intempéries e as propriedades mecânicas. Aumenta a compatibilidade com resinas específicas, sendo adequado para compósitos e revestimentos de alto desempenho.
Revestimento de silicone
Princípio: Poliorganossiloxanos (por exemplo, silicones, resinas de silicone) revestem partículas de TiO₂ devido às suas propriedades de baixa energia de superfície.
Função: Reduz a tensão superficial, melhora a dispersão e a suavidade, comumente usado em tintas e cosméticos.
Modificação de revestimento composto
Combinando as vantagens dos revestimentos inorgânicos e orgânicos, o revestimento duplo é realizado em etapas ou simultaneamente para obter desempenho complementar.
Primeiro revestimento inorgânico e depois orgânico
Processo: Primeiro, forme uma barreira física com óxidos inorgânicos (por exemplo, SiO₂) e depois modifique com agentes de acoplamento ou polímeros para aprimoramento orgânico.
Características: Equilibra a resistência às intempéries e a compatibilidade, como em revestimentos arquitetônicos de alta resistência às intempéries ou tintas automotivas OEM.
Revestimento síncrono inorgânico-orgânico
Processo: Introduzir simultaneamente revestimentos inorgânicos e orgânicos no mesmo sistema de reação para formar uma estrutura núcleo-casca.
Características: As camadas de revestimento se unem mais firmemente, resultando em melhorias significativas de desempenho. Adequado para aplicações de ponta, como revestimentos aeroespaciais e nanocompósitos.
Outras tecnologias de revestimento especiais
Revestimento nano
Princípio: Use nanomateriais (por exemplo, nano SiO₂, nano ZnO) para revestimento a fim de aumentar a capacidade de proteção UV e a transparência, comumente usados em cosméticos de proteção solar e revestimentos ópticos.
Revestimento de microcápsula
Princípio: Encapsula partículas de TiO₂ em microcápsulas de polímero, liberando TiO₂ por meio do controle das condições de ruptura da cápsula (por exemplo, temperatura, pH). Adequado para revestimentos inteligentes e sistemas de liberação controlada.
Conclusão
A escolha de modificação do revestimento de dióxido de titânio deve ser baseado no cenário de aplicação (por exemplo, revestimentos, plásticos, tintas, cosméticos) e nos requisitos de desempenho (por exemplo, resistência às intempéries, dispersão, compatibilidade).
Por exemplo:
- Revestimentos para exteriores: Óxidos inorgânicos (por exemplo, Al₂O₃-SiO₂) ou revestimentos compostos são preferidos para aumentar a resistência às intempéries.
- Processamento de plástico: Agentes de acoplamento ou surfactantes são usados para melhorar a dispersão e o desempenho do processamento.
- Aplicações de ponta: Revestimentos compostos ou nano permitem otimização sinérgica multifuncional.
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