Modification du revêtement en dioxyde de titane
La modification du revêtement du dioxyde de titane (dioxyde de titane) est un moyen important d’améliorer ses performances (dispersibilité, résistance aux intempéries, brillance, stabilité chimique, etc.). Les méthodes courantes de modification des revêtements comprennent principalement trois catégories : les revêtements inorganiques, les revêtements organiques et les revêtements composites. Voici une classification spécifique et une brève introduction :
Modification des revêtements inorganiques
En déposant une couche d’oxydes ou de sels inorganiques à la surface des particules de dioxyde de titane, une barrière physique est formée pour améliorer sa stabilité chimique et ses propriétés optiques.
1. Revêtement d’oxyde
Principe : Utiliser l’hydrate d’oxydes métalliques (tels que SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, etc.) pour précipiter à la surface du dioxyde de titane afin de former une couche de revêtement uniforme.
Procédé : Généralement, par dépôt en phase liquide, des sels métalliques (tels que le silicate de sodium et le sulfate d’aluminium) sont ajoutés à la suspension de dioxyde de titane, puis le pH est ajusté pour précipiter et enrober l’hydrate d’oxyde métallique.
2. Revêtement d’oxyde composite
Principe : Revêtement de deux ou plusieurs oxydes métalliques (tels que Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂, etc.) combinant les avantages de chaque composant.
Caractéristiques : Meilleures performances globales. Par exemple, le revêtement Al₂O₃-SiO₂ peut améliorer simultanément la dispersibilité et la résistance aux intempéries, ce qui le rend adapté aux peintures automobiles et aux revêtements de bobines très exigeants.
3. Revêtement salin
Principe : Utilisation de sels métalliques (tels que phosphates, silicates, sulfates, etc.) pour former une couche de sel peu soluble à la surface du dioxyde de titane.
Modification de revêtement organique
La réaction de composés organiques avec les groupes hydroxyles présents à la surface du dioxyde de titane permet la formation d’une couche moléculaire organique améliorant sa compatibilité avec les milieux organiques.
1. Revêtement par agent de couplage
Principe : Grâce à la structure amphiphile des molécules d’agents de couplage (tels que les silanes, les titanates, les aluminates), une extrémité se combine au groupe hydroxyle à la surface du dioxyde de titane, tandis que l’autre extrémité réagit avec la matrice organique (telle que la résine, le polymère).
Agent de couplage silane : Améliore la dispersibilité du dioxyde de titane dans les systèmes aqueux, couramment utilisés dans les revêtements et encres à base d’eau.
Agent de couplage titanate/aluminate : Améliore la compatibilité dans les systèmes huileux tels que les plastiques et les caoutchoucs, et réduit l’agglomération pendant le traitement.
2. Revêtement tensioactif
Principe : Les tensioactifs (tels que les acides gras, les sulfonates, les sels d’ammonium quaternaire, etc.) se fixent à la surface du dioxyde de titane par adsorption physique ou réaction chimique pour former une couche de charge ou couche hydrophobe.
Fonction :
Tensioactifs anioniques (tels que l’acide stéarique) : Améliorent la dispersibilité en milieu huileux, couramment utilisés dans les plastiques et le caoutchouc.
Tensioactifs cationiques (tels que le chlorure de dodécyltriméthylammonium) : Adaptés aux systèmes polaires pour améliorer la stabilité.
3. Revêtement polymère
Principe : Greffage de polymères (tels que les acrylates, les résines époxy, les siloxanes, etc.) à la surface du dioxyde de titane par polymérisation.
Fonction :
Formation d’une couche de revêtement épaisse pour mieux isoler l’érosion chimique et améliorer la résistance aux intempéries et les propriétés mécaniques.
Améliore la compatibilité avec des résines spécifiques, adaptées aux matériaux composites et revêtements hautes performances.
4. Revêtement silicone
Principe : Exploitation de la faible énergie de surface du polysiloxane (huile de silicone, résine de silicone, etc.) pour enrober les particules de dioxyde de titane.
Fonction : Réduction de la tension superficielle, amélioration de la dispersibilité et de la fluidité, couramment utilisé dans les encres et les cosmétiques.
III. Modification des revêtements composites
Combinant les avantages des revêtements inorganiques et organiques, le double revêtement est réalisé par étapes ou simultanément pour obtenir des performances complémentaires.
1. Revêtement inorganique d’abord, puis organique ensuite.
2. Revêtement synchrone inorganique-organique.
Autres technologies de revêtement spéciales.
1. Nano-revêtement.
2. Revêtement de microcapsules.
Principe : Encapsulation de particules de dioxyde de titane dans des microcapsules polymères, libération du dioxyde de titane par contrôle des conditions de rupture de la capsule (température, pH, etc.). Convient aux revêtements intelligents et aux systèmes à libération lente.