Модификация покрытия диоксидом титана
Модификация покрытия диоксидом титана (диоксид титана) является важным средством улучшения его характеристик (таких как диспергируемость, устойчивость к атмосферным воздействиям, блеск, химическая стабильность и т. д.). Распространенные методы модификации покрытия в основном включают три категории: неорганическое покрытие, органическое покрытие и композитное покрытие. Ниже приведена конкретная классификация и краткое введение:
Модификация неорганического покрытия
Посредством нанесения слоя неорганических оксидов или солей на поверхность частиц диоксида титана формируется физический барьер для улучшения его химической стабильности и оптических свойств.
1. Оксидное покрытие
Принцип: используйте гидрат оксидов металлов (таких как SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ и т. д.) для осаждения на поверхности диоксида титана с целью формирования однородного слоя покрытия.
Процесс: Обычно методом осаждения в жидкой фазе соли металлов (такие как силикат натрия, сульфат алюминия) добавляются в суспензию диоксида титана, а значение pH регулируется для осаждения и покрытия гидрата оксида металла.
2. Композитное оксидное покрытие
Принцип: покрытие двух или более оксидов металлов (например, Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂ и т. д.), объединяющее преимущества каждого компонента.
Особенности: Лучшая общая производительность, например, покрытие Al₂O₃-SiO₂ может одновременно улучшить диспергируемость и атмосферостойкость, подходит для востребованных автомобильных красок и рулонных покрытий.
3. Солевое покрытие
Принцип: использование солей металлов (например, фосфатов, силикатов, сульфатов и т. д.) для формирования плохо растворимого солевого слоя на поверхности диоксида титана.
Модификация органического покрытия
Благодаря реакции органических соединений с гидроксильными группами на поверхности диоксида титана образуется органический молекулярный слой для улучшения его совместимости с органическими средами.
1. Покрытие связующим агентом
Принцип: Используя амфифильную структуру молекул связующего агента (таких как силаны, титанаты, алюминаты), один конец соединяется с гидроксильной группой на поверхности диоксида титана, а другой конец реагирует с органической матрицей (такой как смола, полимер).
Силановый связующий агент: Улучшает диспергируемость диоксида титана в системах на водной основе, обычно используется в покрытиях и чернилах на водной основе.
Титанат/алюминатный связующий агент: Улучшает совместимость в масляных системах, таких как пластики и резины, и уменьшает агломерацию во время обработки.
2. Покрытие поверхностно-активным веществом
Принцип: Поверхностно-активные вещества (такие как жирные кислоты, сульфонаты, четвертичные аммониевые соли и т. д.) прикрепляются к поверхности диоксида титана посредством физической адсорбции или химической реакции, образуя слой заряда или гидрофобный слой.
Функция:
Анионные поверхностно-активные вещества (например, стеариновая кислота): улучшают диспергируемость в маслянистых средах, обычно используются в пластмассах и резине.
Катионные поверхностно-активные вещества (например, хлорид додецилтриметиламмония): подходят для полярных систем для повышения стабильности.
3. Полимерное покрытие
Принцип: привитые полимеры (например, акрилаты, эпоксидные смолы, силоксаны и т. д.) на поверхности диоксида титана посредством реакций полимеризации.
Функция:
Формируют толстый слой покрытия для дальнейшей изоляции химической эрозии и улучшения атмосферостойкости и механических свойств.
Улучшают совместимость со специфическими смолами, подходят для высокопроизводительных композитных материалов и покрытий.
4. Силиконовое покрытие
Принцип: используют характеристики низкой поверхностной энергии полисилоксана (силиконовое масло, силиконовая смола и т. д.) для покрытия частиц диоксида титана.
Функция: снижают поверхностное натяжение, улучшают диспергируемость и гладкость, обычно используются в чернилах и косметике.
III. Модификация композитного покрытия
Объединяя преимущества неорганических и органических покрытий, двойное покрытие выполняется поэтапно или одновременно для достижения дополнительных характеристик.
1. Сначала неорганическое, а затем органическое покрытие
2. Синхронное неорганико-органическое покрытие
Другие специальные технологии покрытия
1. Нанопокрытие
2. Микрокапсульное покрытие
Принцип: инкапсулировать частицы диоксида титана в полимерные микрокапсулы, высвобождать диоксид титана, контролируя условия разрыва капсулы (такие как температура, значение pH), подходит для интеллектуальных покрытий и систем с медленным высвобождением.