이산화티타늄 코팅 개질

이산화티타늄(이산화티타늄)의 코팅 개질은 이산화티타늄의 성능(분산성, 내후성, 광택도, 화학적 안정성 등)을 향상시키는 중요한 수단입니다. 일반적인 코팅 개질 방법은 주로 무기 코팅, 유기 코팅, 복합 코팅의 세 가지 범주로 나뉩니다. 다음은 구체적인 분류와 간략한 소개입니다.

무기 코팅 개질

이산화티타늄 입자 표면에 무기 산화물 또는 염층을 코팅함으로써 물리적 장벽을 형성하여 화학적 안정성과 광학적 특성을 향상시킵니다.

1. 산화물 코팅

원리: 금속 산화물(예: SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ 등)의 수화물을 사용하여 이산화티타늄 표면에 침전시켜 균일한 코팅층을 형성합니다.

공정: 일반적으로 액상 증착법을 통해 이산화티타늄 슬러리에 금속염(예: 규산나트륨, 황산알루미늄)을 첨가하고 pH 값을 조절하여 금속 산화물 수화물을 침전시켜 코팅합니다.

2. 복합 산화물 코팅

원리: 두 가지 이상의 금속 산화물(예: Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂ 등)을 코팅하여 각 성분의 장점을 결합합니다.

특징: 전반적인 성능이 향상됩니다. 예를 들어 Al₂O₃-SiO₂ 코팅은 분산성과 내후성을 동시에 향상시켜 수요가 높은 자동차 도료 및 코일 코팅에 적합합니다.

3. 염 코팅

원리: 금속염(예: 인산염, 규산염, 황산염 등)을 사용하여 이산화티타늄 표면에 난용성 염층을 형성합니다.

유기 코팅 개질

유기 화합물과 이산화티타늄 표면의 수산기가 반응하여 유기 분자층이 형성되어 유기 매질과의 상용성이 향상됩니다.

1. 커플링제 코팅

원리: 커플링제 분자(실란, 티타네이트, 알루미네이트 등)의 양친매성 구조를 이용하여, 한쪽 말단은 이산화티타늄 표면의 하이드록시기와 결합하고 다른 쪽 말단은 유기 매트릭스(수지, 폴리머 등)와 반응합니다.

실란 커플링제: 수성 시스템에서 이산화티타늄의 분산성을 향상시키며, 수성 코팅 및 잉크에 일반적으로 사용됩니다.

티타네이트/알루미네이트 커플링제: 플라스틱 및 고무와 같은 유성 시스템에서의 상용성을 향상시키고 가공 중 응집을 줄입니다.

2. 계면활성제 코팅

원리: 계면활성제(지방산, 설폰산염, 4차 암모늄염 등)는 물리적 흡착 또는 화학 반응을 통해 이산화티타늄 표면에 부착되어 전하층 또는 소수성층을 형성합니다.

기능:

음이온성 계면활성제(예: 스테아르산): 플라스틱 및 고무에 일반적으로 사용되는 유성 매체에서의 분산성을 향상시킵니다.

양이온성 계면활성제(예: 도데실트리메틸암모늄클로라이드): 극성 시스템에 적합하여 안정성을 향상시킵니다.

3. 폴리머 코팅

원리: 중합 반응을 통해 이산화티타늄 표면에 폴리머(예: 아크릴레이트, 에폭시 수지, 실록산 등)를 접목합니다.

기능:

두꺼운 코팅층을 형성하여 화학적 침식을 더욱 차단하고 내후성과 기계적 특성을 향상시킵니다.

특정 수지와의 상용성을 향상시켜 고성능 복합 소재 및 코팅에 적합합니다.

4. 실리콘 코팅

원리: 폴리실록산(실리콘 오일, 실리콘 수지 등)의 낮은 표면 에너지 특성을 이용하여 이산화티타늄 입자를 코팅합니다.

기능: 표면 장력을 감소시키고 분산성과 평활성을 향상시키며, 잉크 및 화장품에 일반적으로 사용됩니다.

III. 복합 코팅 개질

무기 및 유기 코팅의 장점을 결합하여, 이중 코팅은 단계적으로 또는 동시에 수행되어 상호 보완적인 성능을 달성합니다.

1. 무기 코팅 후 유기 코팅

2. 무기-유기 동시 코팅

기타 특수 코팅 기술

1. 나노 코팅

2. 마이크로캡슐 코팅

원리: 이산화티타늄 입자를 폴리머 마이크로캡슐에 캡슐화하고, 캡슐 파열 조건(온도, pH 등)을 제어하여 이산화티타늄을 방출합니다. 스마트 코팅 및 서방형 시스템에 적합합니다.