Titanyum dioksit toz kaplama modifikasyonu

Titanyum dioksit tozunun (titanyum beyazı) yüzey modifikasyonu, performansını (dağılabilirlik, hava koşullarına dayanıklılık, parlaklık ve kimyasal kararlılık gibi) artırmak için önemli bir yöntemdir. Yaygın yüzey modifikasyon teknikleri genel olarak üç kategoriye ayrılabilir: inorganik kaplama, organik kaplama ve kompozit kaplama. Aşağıda bu yöntemlerin ayrıntılı bir sınıflandırması ve kısa bir tanıtımı yer almaktadır:

İnorganik Kaplama Modifikasyonu

Bu yöntem, titanyum dioksit parçacıklarının yüzeyinin inorganik oksit veya tuzlardan oluşan bir tabaka ile kaplanmasını ve kimyasal kararlılığını ve optik özelliklerini iyileştirmek için fiziksel bir bariyer oluşturulmasını içerir.

1. Oksit Kaplama

Prensip: Metal oksit hidratları (SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ vb.) titanyum dioksit parçacıklarının yüzeyine çökeltilerek homojen bir kaplama tabakası oluşturur.

İşlem: Tipik olarak, titanyum dioksit bulamacına metal tuzlarının (sodyum silikat, alüminyum sülfat gibi) eklendiği ve pH değerinin metal oksit hidratlarının yüzeye çökelmesi için ayarlandığı sıvı faz biriktirme yöntemi kullanılır.

2. Kompozit Oksit Kaplama

Prensip: İki veya daha fazla metal oksit (Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂ vb.) ile kaplama, her bir bileşenin avantajlarını bir araya getirir.

Özellikler: Üstün genel performans; örneğin, Al₂O₃-SiO₂ kaplama, dağılabilirliği ve hava koşullarına dayanıklılığı aynı anda artırarak zorlu otomotiv kaplamaları ve bobin kaplamaları için uygundur.

3. Tuz Kaplama

Prensip: Titanyum dioksit parçacıklarının yüzeyinde çözünmeyen bir tuz tabakası oluşturmak için metal tuzlarının (fosfatlar, silikatlar, sülfatlar vb.) kullanılması.

Organik Kaplama Modifikasyonu

Bu yöntem, organik bileşiklerin titanyum dioksit yüzeyindeki hidroksil gruplarıyla reaksiyona girmesini ve organik ortamlarla uyumluluğunu artırmak için organik bir moleküler tabaka oluşturmasını içerir. 1. Bağlayıcı Madde Kaplaması

Prensip: Bağlayıcı maddelerin (silan, titanat ve alüminat gibi) amfifilik yapısından yararlanılarak, bir ucu titanyum dioksit yüzeyindeki hidroksil gruplarına bağlanırken, diğer ucu organik matrisle (örneğin reçine, polimer) reaksiyona girer.

Fonksiyonları:

Silan bağlayıcı maddeler: Su bazlı kaplamalarda ve mürekkeplerde yaygın olarak kullanılan, sulu sistemlerde titanyum dioksitin dağılabilirliğini artırır.

Titanat/alüminat bağlayıcı maddeler: Plastik ve kauçuk gibi yağlı sistemlerde uyumluluğu artırarak, işleme sırasında aglomerasyonu azaltır.

2. Yüzey Aktif Madde Kaplama

Prensip: Yüzey aktif maddeler (yağ asitleri, sülfonatlar ve kuaterner amonyum tuzları gibi), fiziksel adsorpsiyon veya kimyasal reaksiyon yoluyla titanyum dioksit yüzeyine yapışarak bir yük tabakası veya hidrofobik tabaka oluşturur.

3. Polimer Kaplama

Prensip: Polimerlerin (akrilatlar, epoksi reçineleri ve siloksanlar gibi) polimerizasyon reaksiyonları yoluyla titanyum dioksit yüzeyine aşılanması.

Fonksiyonları:

Kalın bir kaplama tabakası oluşturarak kimyasal saldırılara karşı daha fazla koruma sağlar ve hava koşullarına dayanıklılığı ve mekanik özellikleri iyileştirir.

Yüksek performanslı kompozitler ve kaplamalar için uygun, belirli reçinelerle uyumluluğu artırır.

4. Organosilikon Kaplama

Prensip: Titanyum dioksit parçacıklarını kaplamak için polisiloksanların (silikon yağı, silikon reçinesi vb.) düşük yüzey enerjisinden yararlanılır.

Fonksiyonları: Yüzey gerilimini azaltır, dağılabilirliği ve kayganlığı artırır, mürekkeplerde ve kozmetiklerde yaygın olarak kullanılır.

Kompozit Kaplama Modifikasyonu

İnorganik ve organik kaplamaların avantajlarını birleştiren çift kaplama işlemi (sıralı veya eş zamanlı) tamamlayıcı performans sağlar.

1. İnorganik-Organik Sıralı Kaplama

İşlem: İlk olarak inorganik oksitlerle (örneğin SiO₂) fiziksel bir bariyer oluşturulur, ardından bağlayıcı maddeler veya polimerlerle organik modifikasyon gerçekleştirilir.

Özellikler: Hava koşullarına dayanıklılık ve uyumluluğu dengeler, yüksek performanslı mimari kaplamalar veya otomotiv OEM boyaları için uygundur. 2. İnorganik-Organik Eş Zamanlı Kaplama

İşlem: İnorganik ve organik kaplama maddeleri aynı reaksiyon sistemine eş zamanlı olarak eklenerek bir çekirdek-kabuk yapısı oluşturulur.

Özellikler: Kaplama tabakası daha güçlü yapışma ve önemli ölçüde iyileştirilmiş performans sergiler, üst düzey uygulamalar (örneğin havacılık kaplamaları, nanokompozitler) için uygundur.

Diğer Özel Kaplama Teknolojileri

1. Nanopartikül Kaplama

Prensip: Kaplamada nanopartiküllerin (örneğin nano-SiO₂, nano-ZnO) kullanılması, UV korumasını ve şeffaflığı artırır ve güneş koruyucu kozmetiklerde ve optik kaplamalarda yaygın olarak kullanılır.

2. Mikrokapsülleme

Prensip: Titanyum dioksit partiküllerinin polimerik mikrokapsüllere kapsüllenmesi, kapsülün yırtılma koşullarını (örneğin sıcaklık, pH) kontrol ederek titanyum dioksitin salınması, akıllı kaplamalar ve kontrollü salım sistemleri için uygundur.

Farklı kaplama yöntemlerinin seçimi, uygulamaya (örneğin kaplamalar, plastikler, mürekkepler, kozmetikler) ve performans gereksinimlerine (hava koşullarına dayanıklılık, dağılabilirlik, uyumluluk vb.) bağlıdır.