Technologie de modification des revêtements inorganiques et organiques au dioxyde de titane

Le dioxyde de titane rutile est un semi-conducteur avec une largeur de bande interdite d’environ 3,0 eV. Il a une forte activité photocatalytique sans modification de surface, de sorte qu’il peut produire des radicaux libres d’oxygène hautement actifs sous le rayonnement des rayons ultraviolets solaires. , ce radical libre d’oxygène peut exercer une forte capacité d’oxydation, ce qui endommagera le milieu autour du dioxyde de titane et affectera la durée de vie du produit. Par conséquent, la modification de surface est une tâche extrêmement importante dans la production et le traitement du dioxyde de titane.

La modification de surface est l’utilisation d’additifs de modification pour réagir avec la surface du dioxyde de titane, modifiant ainsi les caractéristiques de surface et améliorant les performances du produit. À l’heure actuelle, la modification de surface du dioxyde de titane est grossièrement divisée en deux méthodes : revêtement inorganique et revêtement organique.

1. Revêtement inorganique de dioxyde de titane

Le revêtement inorganique consiste à revêtir la surface des particules de dioxyde de titane d’un film mince inorganique monocouche ou multicouche au moyen d’une réaction de sédimentation, formant une barrière entre les particules et le milieu, de manière à améliorer les performances du dioxyde de titane. La modification de surface inorganique du dioxyde de titane est généralement effectuée par un revêtement d’aluminium, un revêtement de silicium, un revêtement de zirconium et plusieurs méthodes de revêtement mixte.

Pour le revêtement de silicium, le film formé dans des conditions neutres et légèrement acides est relativement « duveteux », tandis que le film formé dans des conditions alcalines est relativement dense, généralement par hydrolyse du silicate de sodium pour générer du silicium Les micelles sont alors fixées à la surface du titane dioxyde de carbone à travers des liaisons Ti-O-Si, et en même temps, la formation de liaisons Si-O-Si peut également être utilisée pour garantir que le film est continu et uniforme.

Pour le revêtement d’aluminium, la liaison Ti-O-Al est formée par la réaction de OH-Al et du groupe -OH à la surface du dioxyde de titane. L’augmentation du nombre de grappes facilite l’enrobage. Dans le même temps, dans des conditions de pH élevé, le taux de croissance directionnel de OH-Al occupe une position dominante par rapport au taux de sédimentation lorsque la température est élevée, et la morphologie du film passe de couches uniformes et continues en forme de feuille à des flocs relativement lâches. .

Le revêtement inorganique est spécifiquement divisé en deux méthodes : revêtement sec et revêtement humide selon différentes méthodes de traitement.

(1) Revêtement sec de dioxyde de titane

Dans le revêtement sec, les halogénures métalliques sont généralement attachés à la surface du dioxyde de titane par pulvérisation d’air, et après torréfaction et oxydation, de la vapeur chaude est introduite pour favoriser son hydrolyse pour former un revêtement en film mince sur la surface des particules.

(2) revêtement humide de dioxyde de titane

Le revêtement humide est principalement réalisé en milieu aqueux, qui est également subdivisé en trois types : méthode d’ébullition, méthode de neutralisation et méthode de carbonisation.

2. Revêtement organique en dioxyde de titane

L’historique de développement du revêtement organique est plus court que celui du revêtement inorganique, mais il se développe très rapidement en raison des caractéristiques d’un faible dosage (généralement seulement 0,1% à 1% du poids du pigment) et d’un effet important. Il existe trois méthodes principales de revêtement organique en laboratoire, à savoir la méthode humide de dispersion à grande vitesse, la méthode de dispersion par vibration et la méthode de pulvérisation de machine à poudre de gaz. Dans le processus d’expérimentation quotidien, nous adoptons principalement la méthode humide de dispersion à grande vitesse pour le traitement.

Généralement, dans le processus de revêtement organique, une partie de l’agent de traitement organique est reliée à la surface du dioxyde de titane par adsorption physique, et l’autre partie réagit avec les groupes hydroxyle à la surface des particules, puis se combine étroitement avec le surface du dioxyde de titane. Des dispersants, des agents de couplage, des tensioactifs, etc. sont utilisés.

3. Revêtement composite au dioxyde de titane

Étant donné que le revêtement inorganique et le revêtement organique ont leur propre accent. D’une manière générale, le but principal du revêtement inorganique est de réduire l’activité photocatalytique du dioxyde de titane, d’améliorer sa résistance aux intempéries, augmentant ainsi la durée de vie du produit, tandis que le but principal du revêtement organique est d’améliorer la capacité de dispersion du produit dans différents milieux et stabilité de la dispersion.

Les deux méthodes ne peuvent pas se remplacer, donc dans les opérations d’application pratiques, le mode de fonctionnement du premier revêtement inorganique puis de la modification organique est principalement utilisé pour modifier la surface des particules de dioxyde de titane pour atteindre l’objectif, c’est-à-dire utiliser du silicium, inorganique soluble des sources telles que l’aluminium et le zirconium (tels que le dioxyde de silicium, l’oxyde d’aluminium, etc.) complètent une ou même plusieurs couches de revêtements inorganiques dans leurs conditions de température et de pH appropriées respectives pour améliorer leur résistance aux intempéries. Sélectionnez ensuite une structure de pontage appropriée pour connecter des groupes d’acides gras ou d’acides aromatiques à forte hydrophilie afin d’améliorer sa dispersibilité dans l’eau et sa stabilité de dispersion.