تعديل طلاء ثاني أكسيد التيتانيوم

يُعد تعديل طلاء ثاني أكسيد التيتانيوم (ثاني أكسيد التيتانيوم) وسيلةً مهمةً لتحسين أدائه (مثل قابليته للتشتت، ومقاومته للعوامل الجوية، ولمعانه، وثباته الكيميائي، إلخ). تشمل طرق تعديل الطلاء الشائعة ثلاث فئات رئيسية: الطلاء غير العضوي، والطلاء العضوي، والطلاء المركب. فيما يلي تصنيف محدد ومقدمة موجزة:

تعديل الطلاء غير العضوي

بطلاء طبقة من الأكاسيد أو الأملاح غير العضوية على سطح جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم، يتشكل حاجز فيزيائي لتحسين ثباته الكيميائي وخصائصه البصرية.

1. طلاء الأكسيد

المبدأ: استخدام هيدرات أكاسيد المعادن (مثل SiO₂، Al₂O₃، ZrO₂، إلخ) للترسيب على سطح ثاني أكسيد التيتانيوم لتكوين طبقة طلاء موحدة.

العملية: عادةً ما تُضاف أملاح معدنية (مثل سيليكات الصوديوم وكبريتات الألومنيوم) إلى خليط ثاني أكسيد التيتانيوم، وذلك من خلال طريقة الترسيب في الطور السائل، ويُضبط الرقم الهيدروجيني (pH) لترسيب هيدرات أكسيد المعدن وطلائها.

2. طلاء أكسيد مركب

المبدأ: طلاء أكسيدين معدنيين أو أكثر (مثل Al₂O₃-SiO₂ وZrO₂-SiO₂، إلخ)، مع الجمع بين مزايا كل مكون.

الميزات: أداء عام أفضل، على سبيل المثال، يُمكن لطلاء Al₂O₃-SiO₂ أن يُحسّن في الوقت نفسه قابلية التشتت ومقاومة العوامل الجوية، وهو مناسب لدهانات السيارات عالية الطلب وطلاءات الملفات.

3. طلاء الملح

المبدأ: استخدام أملاح معدنية (مثل الفوسفات والسيليكات والكبريتات، إلخ) لتكوين طبقة ملحية ضعيفة الذوبان على سطح ثاني أكسيد التيتانيوم.

تعديل الطلاء العضوي

من خلال تفاعل المركبات العضوية مع مجموعات الهيدروكسيل على سطح ثاني أكسيد التيتانيوم، تتشكل طبقة جزيئية عضوية لتحسين توافقها مع الأوساط العضوية.

1. طلاء عامل الاقتران

المبدأ: باستخدام البنية المحبة للدهون لجزيئات عامل الاقتران (مثل السيلانات، والتيتانات، والألومينات)، يتحد أحد طرفيه مع مجموعة الهيدروكسيل على سطح ثاني أكسيد التيتانيوم، ويتفاعل الطرف الآخر مع المصفوفة العضوية (مثل الراتنج، والبوليمر).

عامل اقتران السيلان: يُحسّن قابلية تشتت ثاني أكسيد التيتانيوم في الأنظمة القائمة على الماء، والتي تُستخدم عادةً في الطلاءات والأحبار القائمة على الماء.

عامل اقتران التيتانات/الألومينات: يُعزز التوافق في الأنظمة الزيتية مثل البلاستيك والمطاط، ويُقلل التكتل أثناء المعالجة.

٢. طلاء المواد الخافضة للتوتر السطحي

المبدأ: تلتصق المواد الخافضة للتوتر السطحي (مثل الأحماض الدهنية، والسلفونات، وأملاح الأمونيوم الرباعية، إلخ) بسطح ثاني أكسيد التيتانيوم من خلال الامتزاز الفيزيائي أو التفاعل الكيميائي، لتكوين طبقة شحنة أو طبقة كارهة للماء.

الوظيفة:

المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية (مثل حمض الستياريك): تُحسّن قابلية التشتت في الأوساط الزيتية، وتُستخدم عادةً في البلاستيك والمطاط.

المواد الخافضة للتوتر السطحي الكاتيونية (مثل كلوريد دوديسيل ثلاثي ميثيل الأمونيوم): مناسبة للأنظمة القطبية لتحسين الاستقرار.

٣. طلاء البوليمر

المبدأ: تطعيم البوليمرات (مثل الأكريلات، وراتنجات الإيبوكسي، والسيلوكسانات، إلخ) على سطح ثاني أكسيد التيتانيوم من خلال تفاعلات البلمرة.

الوظيفة:

تكوين طبقة طلاء سميكة لعزل التآكل الكيميائي بشكل أكبر، وتحسين مقاومة العوامل الجوية والخصائص الميكانيكية.

تحسين التوافق مع راتنجات محددة، ومناسب للمواد المركبة والطلاءات عالية الأداء. ٤. طلاء السيليكون

المبدأ: استخدام خصائص الطاقة السطحية المنخفضة للبولي سيلوكسان (زيت السيليكون، راتنج السيليكون، إلخ) لطلاء جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم.

الوظيفة: تقليل التوتر السطحي، وتحسين التشتت والنعومة، وهو شائع الاستخدام في الأحبار ومستحضرات التجميل.

٣. تعديل الطلاء المركب

يجمع الطلاء المزدوج بين مزايا الطلاءات العضوية وغير العضوية، ويُنفذ على مراحل أو في وقت واحد لتحقيق أداء متكامل.

١. طلاء غير عضوي أولاً ثم عضوي

٢. طلاء متزامن غير عضوي-عضوي

تقنيات طلاء خاصة أخرى

١. طلاء النانو

٢. طلاء الكبسولات الدقيقة

المبدأ: تغليف جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم في كبسولات دقيقة من البوليمر، وإطلاق ثاني أكسيد التيتانيوم عن طريق التحكم في ظروف تمزق الكبسولة (مثل درجة الحرارة، وقيمة الرقم الهيدروجيني)، وهو مناسب للطلاءات الذكية وأنظمة الإطلاق البطيء.