The модификация покрытия из диоксид титана (TiO₂) является важным методом улучшения его свойств, таких как дисперсность, устойчивость к атмосферным воздействиям, блеск и химический Стабильность. Благодаря диоксиду титана покрытие модификации, производительность TiO₂ может быть значительно улучшена для различных промышленных применений. Обычные методы покрытия в основном делятся на три категории: неорганическое покрытие, органическое покрытие и композитное покрытие. Ниже приведена конкретная классификация и краткое введение в эти методы модификации покрытия диоксидом титана, подчеркивающие их уникальные преимущества для различных применений.
Модификация неорганического покрытия
К покрытие слой неорганических оксидов или солей на поверхности частиц диоксида титана образует физический барьер, улучшающий его химическую стабильность и оптические свойства.
Оксидное покрытие
Принцип: Гидраты оксидов металлов (например, SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂) осаждаются на поверхности TiO₂, образуя равномерный слой покрытия.
Распространенные типы:
- Покрытие из диоксида кремния (SiO₂): Улучшает дисперсию и устойчивость к атмосферным воздействиям, снижает агломерацию, используется в покрытиях и пластмассах.
- Покрытие из оксида алюминия (Al₂O₃): Усиливает полярность поверхности, улучшает совместимость с органическими матрицами, увеличивает блеск и химическую стойкость.
- Покрытие из циркония (ZrO₂): Повышает устойчивость к высоким температурам и износу, подходит для высокопроизводительных покрытий и керамики.
Процесс: Соли металлов (например, силикат натрия, сульфат алюминия) добавляют в суспензию TiO₂, регулируя pH для осаждения гидратов оксидов металлов.
Композитное оксидное покрытие
Принцип: Покрытие двумя или более оксидами металлов (например, Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂) сочетает в себе преимущества каждого компонента.
Характеристики: Обеспечивает превосходную общую производительность. Например, покрытие Al₂O₃-SiO₂ улучшает как дисперсию, так и устойчивость к атмосферным воздействиям, подходит для высокопроизводительных автомобильных красок и рулонных покрытий.
Соляное покрытие
Принцип: Соли металлов (например, фосфаты, силикаты, сульфаты) образуют нерастворимые солевые слои на поверхности TiO₂.
Распространенные типы:
- Алюмофосфатное покрытие: Повышает устойчивость к атмосферным воздействиям и противопылевые свойства, широко используется в наружных покрытиях.
- Покрытие из сульфата цинка: Улучшает свойства поверхностного заряда, уменьшает агломерацию и улучшает дисперсию.
Модификация органического покрытия
В результате реакции органических соединений с гидроксильными группами на поверхности диоксида титана образуется органический молекулярный слой, улучшающий его совместимость с органическими средами.
Покрытие связующим веществом
Принцип: Молекулы связующих агентов (например, силаны, титанаты, алюминаты) имеют амфифильную структуру, один конец которой связан с гидроксильными группами TiO₂, а другой реагирует с органическими матрицами (например, смолами, полимерами).
Функция:
- Силановые связующие агенты: Улучшает дисперсию TiO₂ в водных системах, обычно используется в покрытиях и чернилах на водной основе.
- Связующие агенты на основе титаната/алюмината: Улучшает совместимость с маслянистыми системами, такими как пластмассы и резины, уменьшая агломерацию во время обработки.
Покрытие поверхностно-активным веществом
Принцип: Поверхностно-активные вещества (например, жирные кислоты, сульфонаты, четвертичные аммониевые соли) прикрепляются к поверхности TiO₂ посредством физической адсорбции или химических реакций, образуя заряд или гидрофобный слой.
Функция:
- Анионные поверхностно-активные вещества (например, стеариновая кислота): Улучшает дисперсию в маслянистых средах, обычно используется в пластмассах и резине.
- Катионные поверхностно-активные вещества (например, хлорид додецилтриметиламмония): Подходит для полярных систем, повышает стабильность.
Полимерное покрытие
Принцип: Прививка полимеров (например, акрилатов, эпоксидных смол, силоксанов) достигается посредством реакций полимеризации на поверхности TiO₂.
Функция: Образует толстый слой покрытия, дополнительно изолируя химическую коррозию, улучшая атмосферостойкость и механические свойства. Улучшает совместимость со специфическими смолами, подходит для высокопроизводительных композитов и покрытий.
Силиконовое покрытие
Принцип: Полиорганосилоксаны (например, силиконы, силиконовые смолы) покрывают частицы TiO₂ благодаря своим свойствам с низкой поверхностной энергией.
Функция: Снижает поверхностное натяжение, улучшает дисперсию и гладкость, широко используется в чернилах и косметике.
Модификация композитного покрытия
Объединяя преимущества неорганических и органических покрытий, двойное покрытие выполняется поэтапно или одновременно для достижения дополнительных характеристик.
Сначала неорганическое, затем органическое покрытие
Процесс: Сначала сформируйте физический барьер с помощью неорганических оксидов (например, SiO₂), затем модифицируйте с помощью связующих агентов или полимеров для улучшения органических свойств.
Характеристики: Обеспечивает баланс между устойчивостью к атмосферным воздействиям и совместимостью, например, в высокостойких к атмосферным воздействиям архитектурных покрытиях или оригинальных автомобильных красках.
Синхронное неорганико-органическое покрытие
Процесс: Одновременно вводить неорганические и органические покрытия в одну и ту же реакционную систему для формирования структуры ядро-оболочка.
Характеристики: Слои покрытия сцепляются более плотно, что приводит к значительному улучшению производительности. Подходит для высокотехнологичных приложений, таких как аэрокосмические покрытия и нанокомпозиты.
Другие специальные технологии нанесения покрытий
Нано покрытие
Принцип: Используйте наноматериалы (например, нано SiO₂, нано ZnO) для покрытия, чтобы улучшить способность защиты от УФ-излучения и прозрачность, обычно используемые в солнцезащитной косметике и оптических покрытиях.
Микрокапсульное покрытие
Принцип: Заключите частицы TiO₂ в полимерные микрокапсулы, высвобождая TiO₂, контролируя условия разрыва капсулы (например, температуру, pH). Подходит для интеллектуальных покрытий и систем с контролируемым высвобождением.
Заключение
Выбор модификация покрытия диоксидом титана должны основываться на сценарии применения (например, покрытия, пластики, чернила, косметика) и требованиях к эксплуатационным характеристикам (например, устойчивость к атмосферным воздействиям, дисперсия, совместимость).
Например:
- Наружные покрытия: Для повышения устойчивости к атмосферным воздействиям предпочтительны неорганические оксиды (например, Al₂O₃-SiO₂) или композитные покрытия.
- Переработка пластика: Для улучшения дисперсионных и технологических характеристик используются связующие агенты или поверхностно-активные вещества.
- Высокопроизводительные приложения: Композитные или нанопокрытия обеспечивают многофункциональную синергетическую оптимизацию.
Эпический порошок
Epic Powder, более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!