Modificação do revestimento de dióxido de titânio
A modificação do revestimento de dióxido de titânio (dióxido de titânio) é um meio importante para melhorar o seu desempenho (como a dispersibilidade, a resistência à intempérie, o brilho, a estabilidade química, etc.). Os métodos comuns de modificação do revestimento incluem principalmente três categorias: revestimento inorgânico, revestimento orgânico e revestimento compósito. A seguir, uma classificação específica e uma breve introdução:
Modificação de revestimento inorgânico
Ao revestir uma camada de óxidos ou sais inorgânicos na superfície das partículas de dióxido de titânio, forma-se uma barreira física para melhorar a sua estabilidade química e propriedades óticas.
1. Revestimento de óxido
Princípio: Utilize o hidrato de óxidos metálicos (como SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, etc.) para precipitar na superfície do dióxido de titânio de modo a formar uma camada de revestimento uniforme.
Processo: Normalmente, através do método de deposição em fase líquida, são adicionados sais metálicos (como o silicato de sódio, sulfato de alumínio) à pasta de dióxido de titânio, e o valor do pH é ajustado para precipitar e revestir o hidrato de óxido metálico.
2. Revestimento de óxido composto
Princípio: Revestimento de dois ou mais óxidos metálicos (como Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂, etc.), combinando as vantagens de cada componente.
Características: Melhor desempenho global, por exemplo, o revestimento Al₂O₃-SiO₂ pode melhorar simultaneamente a dispersibilidade e a resistência às intempéries, adequado para tintas automóveis de alta exigência e revestimentos de bobinas.
3. Revestimento de sal
Princípio: Utilize sais metálicos (como fosfatos, silicatos, sulfatos, etc.) para formar uma camada de sal pouco solúvel na superfície do dióxido de titânio.
Modificação de revestimento orgânico
Através da reação de compostos orgânicos com os grupos hidroxilo na superfície do dióxido de titânio, forma-se uma camada molecular orgânica para melhorar a sua compatibilidade com os meios orgânicos.
1. Revestimento de agente de acoplamento
Princípio: Utilizando a estrutura anfifílica das moléculas do agente de acoplamento (como silanos, titanatos, aluminatos), uma extremidade é combinada com o grupo hidroxilo na superfície do dióxido de titânio, e a outra extremidade reage com a matriz orgânica (como resina, polímero).
Agente de acoplamento de silano: melhora a dispersibilidade do dióxido de titânio em sistemas à base de água, normalmente utilizado em revestimentos e tintas à base de água.
Agente de acoplamento titanato/aluminato: melhora a compatibilidade em sistemas oleosos, como plásticos e borrachas, e reduz a aglomeração durante o processamento.
2. Revestimento surfactante
Princípio: Os tensioativos (como ácidos gordos, sulfonatos, sais de amónio quaternário, etc.) ligam-se à superfície do dióxido de titânio através de adsorção física ou reação química para formar uma camada de carga ou camada hidrofóbica.
Função:
Tensoativos aniónicos (como o ácido esteárico): melhoram a dispersibilidade em meios oleosos, comummente utilizados em plásticos e borracha.
Tensoativos catiónicos (como o cloreto de dodeciltrimetilamónio): Adequados para sistemas polares para melhorar a estabilidade.
3. Revestimento de polímero
Princípio: Enxertar polímeros (como acrilatos, resinas epóxi, siloxanos, etc.) na superfície do dióxido de titânio através de reações de polimerização.
Função:
Forma uma camada espessa de revestimento para isolar ainda mais a erosão química e melhorar a resistência às intempéries e as propriedades mecânicas.
Melhora a compatibilidade com resinas específicas, adequadas para materiais compósitos e revestimentos de alto desempenho.
4. Revestimento de silicone
Princípio: Utilize as características de baixa energia superficial do polissiloxano (óleo de silicone, resina de silicone, etc.) para revestir partículas de dióxido de titânio.
Função: Reduz a tensão superficial, melhora a dispersibilidade e a suavidade, comummente utilizado em tintas e cosméticos.
III. Modificação de revestimento composto
Combinando as vantagens dos revestimentos inorgânicos e orgânicos, o revestimento duplo é realizado por etapas ou simultaneamente para obter um desempenho complementar.
1. Primeiro revestimento inorgânico e depois orgânico
2. Revestimento síncrono inorgânico-orgânico
Outras tecnologias de revestimento especiais
1. Revestimento nano
2. Revestimento de microcápsulas
Princípio: Encapsular partículas de dióxido de titânio em microcápsulas de polímero, libertar dióxido de titânio controlando as condições de rutura da cápsula (como temperatura, valor de pH), adequado para revestimentos inteligentes e sistemas de libertação lenta.