Các sửa đổi lớp phủ của titan dioxit (TiO₂) là một phương pháp quan trọng để cải thiện các tính chất của nó, chẳng hạn như độ phân tán, khả năng chống chịu thời tiết, độ bóng và hóa chất sự ổn định. Thông qua titanium dioxide lớp phủ sửa đổi, hiệu suất của TiO₂ có thể được tăng cường đáng kể cho nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau. Các phương pháp phủ phổ biến chủ yếu được chia thành ba loại: phủ vô cơ, phủ hữu cơ và phủ composite. Dưới đây là phân loại cụ thể và giới thiệu ngắn gọn về các phương pháp sửa đổi phủ titanium dioxide này, nêu bật những lợi ích độc đáo của chúng cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Sửa đổi lớp phủ vô cơ
Qua lớp phủ Một lớp oxit hoặc muối vô cơ trên bề mặt các hạt titan dioxit, một rào cản vật lý được hình thành để cải thiện tính ổn định hóa học và tính chất quang học của nó.
Lớp phủ oxit
Nguyên tắc: Các hydrat oxit kim loại (ví dụ, SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂) kết tủa trên bề mặt TiO₂ để tạo thành lớp phủ đồng nhất.
Các loại phổ biến:
- Lớp phủ Silica (SiO₂): Cải thiện khả năng phân tán và chống chịu thời tiết, giảm hiện tượng kết tụ, được sử dụng trong sơn phủ và nhựa.
- Lớp phủ Alumina (Al₂O₃): Tăng cường độ phân cực bề mặt, cải thiện khả năng tương thích với các nền hữu cơ, tăng độ bóng và khả năng chống hóa chất.
- Lớp phủ Zirconia (ZrO₂): Tăng cường khả năng chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn, thích hợp cho lớp phủ và gốm sứ hiệu suất cao.
Quá trình: Muối kim loại (ví dụ, natri silicat, nhôm sunfat) được thêm vào bùn TiO₂, điều chỉnh độ pH để kết tủa hydrat oxit kim loại.
Lớp phủ oxit tổng hợp
Nguyên tắc: Lớp phủ bằng hai hoặc nhiều oxit kim loại (ví dụ: Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂) kết hợp những ưu điểm của từng thành phần.
Đặc trưng: Mang lại hiệu suất tổng thể vượt trội. Ví dụ, lớp phủ Al₂O₃-SiO₂ cải thiện cả khả năng phân tán và khả năng chống chịu thời tiết, phù hợp với sơn ô tô hiệu suất cao và lớp phủ cuộn.
Phủ muối
Nguyên tắc: Muối kim loại (ví dụ, phosphat, silicat, sunfat) tạo thành lớp muối không hòa tan trên bề mặt TiO₂.
Các loại phổ biến:
- Lớp phủ phosphate nhôm: Tăng cường khả năng chống chịu thời tiết và chống bột, thường được sử dụng trong lớp phủ ngoài trời.
- Lớp phủ kẽm sunfat: Cải thiện tính chất điện tích bề mặt, giảm sự kết tụ và tăng cường sự phân tán.
Sửa đổi lớp phủ hữu cơ
Thông qua phản ứng của hợp chất hữu cơ với nhóm hydroxyl trên bề mặt titan dioxit, một lớp phân tử hữu cơ được hình thành để cải thiện khả năng tương thích của nó với môi trường hữu cơ.
Lớp phủ chất kết dính
Nguyên tắc: Các phân tử chất kết dính (ví dụ, silan, titanat, aluminat) có cấu trúc lưỡng tính, với một đầu liên kết với nhóm hydroxyl TiO₂ và đầu còn lại phản ứng với các chất nền hữu cơ (ví dụ, nhựa, polyme).
Chức năng:
- Chất kết hợp silan: Cải thiện khả năng phân tán TiO₂ trong hệ thống nước, thường được sử dụng trong sơn và mực gốc nước.
- Chất kết dính Titanate / Aluminate: Tăng cường khả năng tương thích trong các hệ thống có dầu như nhựa và cao su, giảm hiện tượng kết tụ trong quá trình xử lý.
Lớp phủ chất hoạt động bề mặt
Nguyên tắc: Chất hoạt động bề mặt (ví dụ, axit béo, sulfonat, muối amoni bậc bốn) bám vào bề mặt TiO₂ thông qua phản ứng hấp phụ vật lý hoặc phản ứng hóa học, tạo thành lớp điện tích hoặc lớp kỵ nước.
Chức năng:
- Chất hoạt động bề mặt anionic (ví dụ, axit stearic): Cải thiện khả năng phân tán trong môi trường dầu, thường được sử dụng trong nhựa và cao su.
- Chất hoạt động bề mặt cation (ví dụ, dodecyltrimethylammonium chloride): Thích hợp cho hệ thống phân cực, tăng cường tính ổn định.
Lớp phủ polymer
Nguyên tắc: Ghép polyme (ví dụ, acrylat, nhựa epoxy, siloxan) được thực hiện thông qua phản ứng trùng hợp trên bề mặt TiO₂.
Chức năng: Tạo thành lớp phủ dày, cô lập hơn nữa sự ăn mòn hóa học, cải thiện khả năng chống chịu thời tiết và tính chất cơ học. Tăng cường khả năng tương thích với các loại nhựa cụ thể, phù hợp với vật liệu composite và lớp phủ hiệu suất cao.
Lớp phủ silicon
Nguyên tắc: Polyorganosiloxan (ví dụ, silicon, nhựa silicon) phủ các hạt TiO₂ do đặc tính năng lượng bề mặt thấp của chúng.
Chức năng: Giảm sức căng bề mặt, tăng cường khả năng phân tán và làm mịn, thường được sử dụng trong mực và mỹ phẩm.
Sửa đổi lớp phủ tổng hợp
Kết hợp những ưu điểm của lớp phủ vô cơ và hữu cơ, lớp phủ kép được thực hiện theo từng giai đoạn hoặc đồng thời để đạt được hiệu suất bổ sung.
Đầu tiên là lớp phủ vô cơ sau đó là lớp phủ hữu cơ
Quá trình: Đầu tiên, tạo ra một rào cản vật lý bằng oxit vô cơ (ví dụ: SiO₂), sau đó biến đổi bằng tác nhân liên kết hoặc polyme để tăng cường tính chất hữu cơ.
Đặc trưng: Cân bằng giữa khả năng chống chịu thời tiết và khả năng tương thích, chẳng hạn như trong lớp phủ kiến trúc có khả năng chống chịu thời tiết cao hoặc sơn ô tô OEM.
Lớp phủ đồng bộ vô cơ-hữu cơ
Quá trình: Đồng thời đưa lớp phủ vô cơ và hữu cơ vào cùng một hệ phản ứng để tạo thành cấu trúc lõi-vỏ.
Đặc trưng: Các lớp phủ liên kết chặt chẽ hơn, dẫn đến cải thiện hiệu suất đáng kể. Thích hợp cho các ứng dụng cao cấp, chẳng hạn như lớp phủ hàng không vũ trụ và nanocomposite.
Các công nghệ phủ đặc biệt khác
Lớp phủ nano
Nguyên tắc: Sử dụng vật liệu nano (ví dụ: nano SiO₂, nano ZnO) để phủ nhằm tăng khả năng che chắn tia UV và độ trong suốt, thường được sử dụng trong mỹ phẩm chống nắng và lớp phủ quang học.
Lớp phủ vi nang
Nguyên tắc: Bao bọc các hạt TiO₂ trong các vi nang polyme, giải phóng TiO₂ bằng cách kiểm soát các điều kiện vỡ nang (ví dụ: nhiệt độ, độ pH). Thích hợp cho lớp phủ thông minh và hệ thống giải phóng có kiểm soát.
Phần kết luận
Sự lựa chọn của sửa đổi lớp phủ titanium dioxide nên dựa trên tình huống ứng dụng (ví dụ: lớp phủ, nhựa, mực, mỹ phẩm) và các yêu cầu về hiệu suất (ví dụ: khả năng chống chịu thời tiết, độ phân tán, khả năng tương thích).
Ví dụ:
- Lớp phủ ngoài trời: Các oxit vô cơ (ví dụ, Al₂O₃-SiO₂) hoặc lớp phủ tổng hợp được ưa chuộng để tăng khả năng chống chịu thời tiết.
- Xử lý nhựa: Các tác nhân kết hợp hoặc chất hoạt động bề mặt được sử dụng để cải thiện hiệu suất phân tán và xử lý.
- Ứng dụng cao cấp: Lớp phủ composite hoặc nano cho phép tối ưu hóa hiệp đồng đa chức năng.
bột sử thi
Epic Powder, hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!