Modifikasi pelapisan titanium dioksida
Modifikasi pelapisan titanium dioksida (titanium dioksida) merupakan cara penting untuk meningkatkan kinerjanya (seperti dispersibilitas, ketahanan cuaca, kilap, stabilitas kimia, dll.). Metode modifikasi pelapisan umum terutama mencakup tiga kategori: pelapisan anorganik, pelapisan organik, dan pelapisan komposit. Berikut ini adalah klasifikasi khusus dan pengantar singkat:
Modifikasi pelapisan anorganik
Dengan melapisi lapisan oksida atau garam anorganik pada permukaan partikel titanium dioksida, penghalang fisik terbentuk untuk meningkatkan stabilitas kimianya dan sifat optiknya.
1. Pelapisan oksida
Prinsip: Gunakan hidrat oksida logam (seperti SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, dll.) untuk mengendapkan pada permukaan titanium dioksida untuk membentuk lapisan pelapis yang seragam.
Proses: Biasanya melalui metode pengendapan fase cair, garam logam (seperti natrium silikat, aluminium sulfat) ditambahkan ke bubur titanium dioksida, dan nilai pH disesuaikan untuk mengendapkan dan melapisi hidrat oksida logam.
2. Pelapisan oksida komposit
Prinsip: Melapisi dua atau lebih oksida logam (seperti Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂, dll.), menggabungkan keunggulan masing-masing komponen.
Fitur: Performa keseluruhan yang lebih baik, misalnya, pelapisan Al₂O₃-SiO₂ dapat secara bersamaan meningkatkan daya sebar dan ketahanan terhadap cuaca, cocok untuk cat otomotif dan pelapis koil yang banyak diminati.
3. Pelapisan garam
Prinsip: Menggunakan garam logam (seperti fosfat, silikat, sulfat, dll.) untuk membentuk lapisan garam yang sukar larut pada permukaan titanium dioksida.
Modifikasi pelapisan organik
Melalui reaksi senyawa organik dengan gugus hidroksil pada permukaan titanium dioksida, lapisan molekul organik terbentuk untuk meningkatkan kompatibilitasnya dengan media organik.
1. Pelapisan agen penggandeng
Prinsip: Menggunakan struktur amfifilik molekul agen penggandeng (seperti silana, titanat, aluminat), salah satu ujungnya digabungkan dengan gugus hidroksil pada permukaan titanium dioksida, dan ujung lainnya bereaksi dengan matriks organik (seperti resin, polimer).
Agen penggandeng silana: Meningkatkan dispersibilitas titanium dioksida dalam sistem berbasis air, yang umum digunakan dalam pelapis dan tinta berbasis air.
Agen penggandeng titanat/aluminat: Meningkatkan kompatibilitas dalam sistem berminyak seperti plastik dan karet, dan mengurangi penggumpalan selama pemrosesan.
2. Pelapisan surfaktan
Prinsip: Surfaktan (seperti asam lemak, sulfonat, garam amonium kuarterner, dll.) menempel pada permukaan titanium dioksida melalui penyerapan fisik atau reaksi kimia untuk membentuk lapisan muatan atau lapisan hidrofobik.
Fungsi:
Surfaktan anionik (seperti asam stearat): Meningkatkan dispersibilitas dalam media berminyak, yang umum digunakan dalam plastik dan karet.
Surfaktan kationik (seperti dodecyltrimethylammonium chloride): Cocok untuk sistem polar guna meningkatkan stabilitas.
3. Pelapisan polimer
Prinsip: Mencangkok polimer (seperti akrilat, resin epoksi, siloksan, dll.) pada permukaan titanium dioksida melalui reaksi polimerisasi.
Fungsi:
Membentuk lapisan pelapis tebal untuk lebih mengisolasi erosi kimia dan meningkatkan ketahanan cuaca dan sifat mekanis.
Meningkatkan kompatibilitas dengan resin tertentu, cocok untuk bahan komposit dan pelapis berkinerja tinggi.
4. Pelapisan silikon
Prinsip: Menggunakan karakteristik energi permukaan rendah dari polisiloksan (minyak silikon, resin silikon, dll.) untuk melapisi partikel titanium dioksida.
Fungsi: Mengurangi tegangan permukaan, meningkatkan dispersibilitas dan kehalusan, yang umum digunakan dalam tinta dan kosmetik.
III. Modifikasi pelapis komposit
Menggabungkan keunggulan pelapis anorganik dan organik, pelapisan ganda dilakukan secara bertahap atau bersamaan untuk mencapai kinerja yang saling melengkapi.
1. Pelapisan anorganik terlebih dahulu, kemudian organik
2. Pelapisan sinkron anorganik-organik
Teknologi pelapisan khusus lainnya
1. Pelapisan nano
2. Pelapisan mikrokapsul
Prinsip: Enkapsulasi partikel titanium dioksida dalam mikrokapsul polimer, lepaskan titanium dioksida dengan mengendalikan kondisi pecahnya kapsul (seperti suhu, nilai pH), cocok untuk pelapis pintar dan sistem pelepasan lambat.