¿Qué efecto tiene la calidad del dióxido de titanio en la tinta?
En la fabricación de varios tipos de tintas, la proporción de dióxido de titanio utilizada es relativamente grande, oscilando entre el 25% y el 50%, y algunas son incluso mayores. Por lo tanto, el dióxido de titanio juega un papel vital en la calidad de la tinta.
1. Impacto en la blancura de la tinta
(1) El impacto de las impurezas en el dióxido de titanio sobre la blancura de la tinta. En términos generales, si se mezcla una pequeña cantidad de hierro, cromo, cobalto, cobre y otras impurezas con el dióxido de titanio, la tinta preparada producirá un cambio de color y reducirá la blancura. Esto es causado por los iones de impurezas en el dióxido de titanio, especialmente los iones metálicos, que distorsionan la estructura cristalina del dióxido de titanio y pierden su simetría. El dióxido de titanio de tipo rutilo es más sensible a las impurezas. Por ejemplo, cuando el contenido de óxido de hierro en dióxido de titanio de tipo rutilo es superior al 0,003%, mostrará color, mientras que su contenido en dióxido de titanio de tipo anatasa es superior al 0,009%. Reacción de color. Por lo tanto, es muy importante elegir dióxido de titanio fino y sin impurezas.
(2) La influencia de la forma, tamaño y distribución de las partículas de dióxido de titanio sobre la blancura. Las partículas de dióxido de titanio de alta calidad son suaves y no tienen bordes ni esquinas. Si usa dióxido de titanio con bordes angulares en la superficie de las partículas, debilitará en gran medida el reflejo de la luz y reducirá la blancura de la tinta. El tamaño de las partículas de dióxido de titanio debe controlarse dentro de 0.2 ～ 0.4μm, que es equivalente a aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la luz visible, para obtener una alta capacidad de dispersión y hacer que el color parezca más blanco. Cuando el tamaño de partícula es inferior a 0,1 μm, el cristal es transparente. Si el tamaño de las partículas supera los 0,5 μm, la capacidad de dispersión de la luz del pigmento se reducirá y la blancura de la tinta se verá afectada. Por esta razón, se requiere que el tamaño de partícula del dióxido de titanio sea adecuado y esté distribuido uniformemente para mostrar una buena blancura.
2. Influencia en el poder de ocultación de la tinta
(1) El índice de refracción del cristal de dióxido de titanio afectará directamente el poder de ocultación de la tinta. Generalmente, el índice de refracción del dióxido de titanio es el mejor entre los pigmentos blancos. Al preparar tinta blanca, se debe utilizar dióxido de titanio con alto índice de refracción para mejorar el poder de ocultación de la tinta blanca.
(2) La influencia del tamaño de las partículas, la estructura de las partículas y la dispersabilidad del dióxido de titanio sobre el poder cubriente de la tinta blanca. Generalmente, en el rango superior a la mitad de la longitud de onda de la luz visible, cuanto menor es el tamaño de partícula, más lisa es la superficie de la partícula, mejor es la dispersión del dióxido de titanio en el aglutinante de resina y más fuerte es su poder de ocultación. Debido a que el dióxido de titanio en sí tiene una estructura cristalina obvia, su índice de refracción es mayor que el del vehículo, y cuanto mayor sea la diferencia en el índice de refracción entre los dos, mayor será el poder de ocultación del dióxido de titanio utilizado. La práctica ha demostrado que el dióxido de titanio rutilo tiene un mejor poder de ocultación que el dióxido de titanio anatasa, por lo que se usa más ampliamente en la fabricación de tintas.
3. Influencia en el poder de teñido de la tinta
El poder colorante del dióxido de titanio depende de su capacidad para dispersar la luz visible y tiene un efecto directo sobre el poder colorante de la tinta. Cuanto mayor sea el coeficiente de dispersión, mayor será el poder de coloración; cuanto mayor sea el índice de refracción del dióxido de titanio, más fuerte será el poder colorante. El dióxido de titanio es el producto con el índice de refracción más alto entre los pigmentos blancos, y el índice de refracción del dióxido de titanio rutilo es más alto que el del dióxido de titanio anatasa. Por lo tanto, la elección del dióxido de titanio es elegir dióxido de titanio con una fuerte capacidad de dispersión y un alto índice de refracción.
4. Impacto en el rendimiento de la dispersión
Si la forma de las partículas de dióxido de titanio y el reflejo de la luz son uniformes, afectan directamente el rendimiento de dispersión del dióxido de titanio. Si la superficie de las partículas de dióxido de titanio es lisa y el reflejo es uniforme, la dispersabilidad es buena y la tinta blanca preparada tiene buen brillo y blancura. Por el contrario, la superficie de las partículas es rugosa y aumenta la reflexión difusa, lo que reducirá en gran medida el brillo y la mala dispersión. , Afecta directamente a la blancura y al rendimiento de transferencia de la tinta blanca. Por esta razón, el dióxido de titanio debe procesarse antes de poder usarse.
En resumen, con el rápido desarrollo de las industrias del embalaje y la publicación y la impresión, la demanda de tintas del mercado aumentará día a día. Como pigmento blanco muy importante en las tintas, el dióxido de titanio tiene muchas propiedades y funciones que no pueden ser reemplazadas por ningún otro material. Por lo tanto, la cantidad de dióxido de titanio que se utiliza en las tintas aumentará año tras año y las perspectivas de aplicación en el mercado serán muy amplias.
Fuente del artículo: China Powder Network
Aplicación y mercado del dióxido de titanio
El dióxido de titanio es un sólido en polvo blanco obtenido del mineral de titanio mediante el método del ácido sulfúrico o el método de cloración. Se considera un pigmento blanco con buen desempeño en el mundo. El dióxido de titanio se refiere al dióxido de titanio cuya superficie ha sido tratada con inorgánicos u orgánicos para superar los defectos de aplicación originales del dióxido de titanio. Tiene la mejor opacidad, mejor blancura, brillo, excelente resistencia a la intemperie, poder cubriente, dispersabilidad y otros débiles rendimientos químicos, ampliamente utilizado en campos industriales como revestimientos, plásticos, papel, caucho y tinta, y campos de alimentos.
El dióxido de titanio se divide en grado de pigmento y grado de no pigmento según su uso. El dióxido de titanio de grado pigmentario se utiliza principalmente para pigmentos blancos. Según el estado cristalino, se puede dividir en dióxido de titanio anatasa (tipo A) y dióxido de titanio rutilo (tipo R). Entre ellos, el dióxido de titanio rutilo tiene una mejor estabilidad química. Se utiliza principalmente para revestimientos para exteriores de alta calidad, revestimientos de látex ligero, papel de alta calidad y materiales de caucho.
El dióxido de titanio anatasa tiene las ventajas de alta blancura, alto índice de refracción, gran diferencia en el índice de refracción de los polímeros formadores de fibras, no tóxico e inofensivo, bajo costo de producción y amplias fuentes de materia prima. Se puede utilizar como aditivo en la producción de fibra de algodón mate. Se aplica.
El dióxido de titanio de grado no pigmentario tiene la pureza como su propósito principal. Se divide en grado de esmalte, grado de cerámica, grado de soldadura eléctrica y grado electrónico. Su resistencia a altas temperaturas y sus propiedades ópticas juegan un papel importante.
El método del ácido sulfúrico es el método de producción industrializado más antiguo de dióxido de titanio del mundo. El proceso incluye principalmente los siguientes aspectos: pulverización e hidrólisis ácida de materiales minerales de titanio, separación y purificación de TiOSO4, hidrólisis de TiOSO4 para formar ácido metatitanico insoluble, lavado, blanqueo, calcinación y trituración, tratamiento superficial, etc.
Ventajas: El método del ácido sulfúrico se puede utilizar para producir dos tipos de dióxido de titanio rutilo y anatasa. La tecnología de proceso es madura, el equipo es simple, los requisitos de materia prima son bajos y el precio es barato y abundante.
Desventajas: El consumo de materias primas es grande, la tasa de utilización es baja, los subproductos son grandes, la contaminación ambiental es grave y el proceso es complicado. Con la innovación continua de la tecnología, las empresas eliminan constantemente este método de producción.
El método de cloración es actualmente un método ampliamente utilizado para producir dióxido de titanio en la producción industrial. La aparición del método de cloración no solo puede producir dióxido de titanio de alta calidad, sino que también puede resolver el problema del largo flujo de proceso del método del ácido sulfúrico, reducir las emisiones de los tres desechos industriales y ser beneficioso para la protección del medio ambiente. Al mismo tiempo, este método es fácil de realizar una producción automatizada, que está en línea con los requisitos de las empresas modernas. Requisitos de producción.
Aplicación de dióxido de titanio
Los revestimientos, la fabricación de papel y los plásticos son las tres áreas de aplicación principales del dióxido de titanio. Otras áreas de aplicación incluyen tintas, fibras químicas, cosméticos, caucho, industria alimentaria y medicina. El uso de dióxido de titanio para no pigmentos se encuentra principalmente en los campos del esmalte, cerámica, condensadores, varillas de soldadura, catalizadores y el campo del dióxido de nano-titanio que requiere propiedades ópticas del dióxido de titanio pero no requiere sus propiedades de recubrimiento.
- Revestimiento
En la actualidad, los recubrimientos son el campo de aplicación más grande del dióxido de titanio. El TiO2 consumido por la industria de los recubrimientos representa del 58% al 60% del consumo total de pigmentos de dióxido de titanio. El dióxido de titanio es también el pigmento más utilizado en la industria de los recubrimientos, y representa aproximadamente la mitad del costo de los colorantes de recubrimiento y del 10% al 25% del costo de las materias primas de recubrimiento. Como un tipo de producto de material químico avanzado, el recubrimiento se ha desarrollado mucho en los últimos años y la producción total de la industria alcanzó los 17.598 millones de toneladas en 2018.
- El plastico
Los plásticos son actualmente el segundo mayor usuario de pigmentos de dióxido de titanio, y representan del 18% al 20% de la demanda total mundial de dióxido de titanio. La cantidad de dióxido de titanio añadida al plástico variará con sus variedades y aplicaciones, generalmente entre 0,5% y 5%. En la actualidad, la producción anual de productos plásticos es de más de 60 millones de toneladas y el consumo de dióxido de titanio es de aproximadamente 600.000 toneladas. El dióxido de titanio tiene una excelente resistencia a la intemperie, poder de ocultación, dispersabilidad y otras propiedades físicas y químicas, que cumple y se adapta en gran medida a los requisitos estándar de producción de los productos industriales de plástico para el rendimiento y la calidad del dióxido de titanio.
- fabricación de papel
La industria del papel representa el 11% del consumo total de dióxido de titanio. La aplicación de dióxido de titanio en la industria del papel es muy similar a la de la industria de producción de plásticos. Ambos se utilizan como pigmentos básicos. En la industria del papel, el dióxido de titanio también se puede utilizar como relleno. Se utiliza para mejorar las propiedades ópticas del papel para mejorar mejor su opacidad, incluso mejorando su brillo, blancura, tersura, uniformidad, etc.
Comparación de rendimiento de diferentes tipos de dióxido de titanio en el campo de la fabricación de papel
| Clasificación de papel | Rutilo | Anatasa | Observación |
| Papel decorativo | √ | Altos requisitos anti-envejecimiento. | |
| Papel con alto contenido de cenizas | √ | El poder de ocultación del dióxido de titanio anatasa no cumple con los requisitos | |
| Papel bajo en cenizas | √ | Se requiere buena opacidad | |
| Papel de acuñación | √ | Se requiere buena opacidad |
- Tinta
La calidad de blancura del dióxido de titanio está garantizada, la resistencia al agua es fuerte, el poder de ocultación es grande y la resistencia a la intemperie, la resistencia al calor y las propiedades químicas son muy estables. En la industria de las tintas, el dióxido de titanio es un material de producción necesario. El dióxido de titanio en la tinta no solo tiene la función de mejorar el brillo y la estética, sino que también puede mejorar las propiedades de la tinta.
- Masterbatch
El masterbatch de color se desarrolla en los tiempos modernos y se utiliza para colorear productos de plásticos y otros sistemas. Su principio es cargar una cantidad excesiva de pigmento en resina para preparar un compuesto polimérico para colorear. Los componentes principales incluyen: resina, pigmento, dispersante, etc. El núcleo del desarrollo de la tecnología de masterbatch de color es la compatibilidad de pigmentos, dispersantes y resinas. El objetivo es aumentar el contenido de pigmento y el efecto colorante en el masterbatch de color. La clave es mejorar la dispersión del pigmento en el masterbatch de color. El dióxido de titanio se usa ampliamente en industrias tales como masterbatch de color, especialmente en algunas industrias de masterbatch de color de alta gama, es una de las materias primas colorantes necesarias.
- Fibra química
La industria de las fibras químicas (especialmente la anatasa) es otro campo de aplicación importante del dióxido de titanio. Dado que las moléculas en la industria de las fibras químicas están ordenadas, la superficie de la fibra es lisa, tiene un brillo deslumbrante y es translúcida, por lo que es necesario agregar un agente matificante antes de hilar. El dióxido de titanio es el material mate más ideal en la industria de las fibras sintéticas.
- Catalizador de desnitrificación
El catalizador de desnitrificación se refiere generalmente al catalizador utilizado en el sistema de desnitrificación SCR de las centrales eléctricas. En la reacción de SCR, el agente reductor reaccionará selectivamente con los óxidos de nitrógeno en el gas de combustión a una cierta temperatura.
Desde una perspectiva global, la capacidad de producción efectiva global de dióxido de titanio es de aproximadamente 7,2 millones de toneladas, y CR10 (la empresa con la capacidad de producción efectiva superior 10) representa el 65%, principalmente en América del Norte, Europa Occidental y Japón.
Fuente del artículo: China Powder Network
Rendimiento del dióxido de titanio y su función y aplicación en recubrimientos
Los pigmentos de dióxido de titanio se dividen en dos tipos: tipo anatasa y tipo rutilo. Según la práctica internacional, se denominan tipo R y tipo A respectivamente. El tipo rutilo y el tipo anatasa sin postratamiento se denominan tipo RI y tipo AI respectivamente; el tipo rutilo y el tipo anatasa después del postratamiento se denominan tipo R2, R3 y A2, respectivamente. En la actualidad, la mayoría de los dióxidos de titanio rutilo del mercado pertenecen a los tipos R2 y R3, de los cuales el tipo R2 representa más del 70% de las ventas. R2 y R3 representan el 77% y el 22% del dióxido de titanio rutilo para revestimientos, respectivamente.
Rendimiento y uso de dióxido de titanio de grado pigmentario
El dióxido de titanio a base de pigmentos tiene un alto índice de refracción, un fuerte poder acromático, un gran poder de ocultación, buena dispersabilidad, buena blancura, propiedades físicas y químicas no tóxicas y estables, y excelentes propiedades ópticas y eléctricas, por lo que tiene una amplia gama de usos. La pintura, el plástico, el papel, la fibra química, la tinta, el caucho, los cosméticos, etc. utilizan dióxido de titanio de grado pigmentario. Entre ellos, la mayor cantidad es pintura, que representa alrededor del 57%. En particular, el dióxido de titanio rutilo se consume principalmente en la industria de los revestimientos. Con el rápido aumento de la industria del automóvil, la industria de la construcción y los recubrimientos a base de agua de China, la industria de los recubrimientos no solo necesita más dióxido de titanio en cantidad, sino que también tiene requisitos de calidad más altos y más variedades.
El índice de refracción del dióxido de titanio rutilo es 2,76 y el índice de refracción del dióxido de titanio anatasa es 2,55. El poder de ocultación está determinado por la diferencia entre el índice de refracción del pigmento y el índice de refracción del medio, y sus valores relativos se pueden calcular de acuerdo con la fórmula. El coeficiente de reflexión del dióxido de titanio rutilo es entre un 25% y un 30% más alto que el del dióxido de titanio anatasa, lo que significa que si produce el mismo poder de ocultación que el dióxido de titanio anatasa, la cantidad de dióxido de titanio rutilo se puede reducir en un 25% a 30 %. Además, el dióxido de titanio rutilo tiene una estructura compacta, relativamente estable, baja actividad fotoquímica, resistencia a la luz ultravioleta, no es fácil de pulverizar al aire libre y tiene mejor resistencia a la intemperie y brillo que el dióxido de titanio anatasa. Por lo tanto, se usa ampliamente en varios recubrimientos para exteriores con alta resistencia a la intemperie para barcos, puentes, automóviles, edificios, etc. de alta calidad, lo que representa aproximadamente el 70% de los recubrimientos. El dióxido de titanio anatasa es fácil de pulverizar y amarillo, por lo que generalmente solo se usa para revestimientos o imprimaciones para interiores, la cantidad solo representa el 30% del dióxido de titanio que se usa en los revestimientos.
El papel del dióxido de titanio de grado pigmentario en los recubrimientos.
Los recubrimientos son suspensiones viscosas compuestas de materiales base, pigmentos, cargas, solventes y aditivos. Se recubre la superficie del objeto para formar una película de recubrimiento resistente, que juega un papel de decoración y protección en el objeto.
Independientemente de los recubrimientos a base de disolvente o de agua, si se utiliza dióxido de titanio, su función no es solo cubrir y decorar, sino también mejorar las propiedades físicas y químicas del recubrimiento, mejorar la estabilidad química e incluso mejorar el poder de ocultación. poder reductor de color y resistencia a la corrosión., Resistencia a la luz, resistencia a la intemperie, mejora la resistencia mecánica y la adherencia de la película de pintura, previene grietas, previene la penetración de rayos ultravioleta y humedad, retrasando así el envejecimiento y extendiendo la vida de la película de pintura. Al mismo tiempo, puede ahorrar materiales y aumentar las variedades.
Independientemente de los recubrimientos a base de disolvente o de agua, si se utiliza dióxido de titanio, su función no es solo cubrir y decorar, sino también mejorar las propiedades físicas y químicas del recubrimiento, mejorar la estabilidad química e incluso mejorar el poder de ocultación. poder de reducción de color y resistencia a la corrosión. , Resistencia a la luz, resistencia a la intemperie, mejora la resistencia mecánica y la adherencia de la película de pintura, previene grietas, previene la penetración de rayos ultravioleta y humedad, retrasando así el envejecimiento y extendiendo la vida de la película de pintura. Al mismo tiempo, puede ahorrar materiales y aumentar las variedades.
Entre los pigmentos, los pigmentos blancos son los más utilizados. Tanto las pinturas blancas como las de colores claros lo utilizan. Por lo tanto, la cantidad de pigmentos blancos que se utilizan en la producción de pintura es mucho mayor que la de otros pigmentos. Los pigmentos blancos que se utilizan comúnmente en los recubrimientos incluyen el blanco de zinc, el litopón, el blanco de titanio, etc. Debido a que algunos recubrimientos de resina sintética tienen un alto grado de polimerización, si se agrega blanco de zinc, el blanco de zinc tendrá tendencia a espesarse debido a su alcalinidad y efecto antiácido con la grasa libre en el recubrimiento; si se agrega blanco de zinc, la resistencia a la intemperie será pobre. Pero el uso de dióxido de titanio puede mejorar las deficiencias anteriores. Debido a que las partículas de dióxido de titanio son pequeñas y uniformes, y la estabilidad fotoquímica es alta, en términos de poder de ocultación, el dióxido de titanio rutilo es 7 veces mayor que el blanco de zinc y 5,56 veces mayor que el de la litopona, y el dióxido de titanio anatasa es 5,57 veces mayor que el zinc. blanco. Lithopone es 4,3 veces; En términos de poder decolorante, el dióxido de titanio rutilo es 8,3 veces mayor que el blanco de zinc y 6,25 veces mayor que el de la litopona. El dióxido de titanio de tipo anatasa es 6,4 veces mayor que el blanco de zinc y 4,8 veces el de la litopona. Veces. En términos de efecto de uso, 1t de dióxido de titanio es al menos equivalente a 4t de litopone; En términos de vida útil (refiriéndose a la resistencia al tiza en exteriores), el recubrimiento con blanco de titanio como pigmento es 3 veces mayor que el de litopón como pigmento. Por lo tanto, el uso de dióxido de titanio puede reducir en gran medida la cantidad de pigmentos en todo el recubrimiento, y los recubrimientos hechos son de color brillante, no son fáciles de amarillear, resistencia a la luz, resistencia al calor, resistencia a la abrasión, resistencia a la intemperie, resistencia a los álcalis, resistencia al azufre. y resistencia a ácidos diluidos. Precisamente porque el blanco de titanio tiene un rendimiento superior al blanco de zinc y al litopón, se ha convertido en el mejor pigmento blanco indispensable en la producción de pinturas. La cantidad de dióxido de titanio representa más del 90% de la cantidad total de pigmentos utilizados en revestimientos y más del 95% de la cantidad total de pigmentos blancos utilizados en revestimientos. Representa del 10% al 25% del costo de recubrimiento de las materias primas.
Fuente del artículo: China Powder Network