Quel effet la qualité du dioxyde de titane a-t-elle sur l'encre ?
Dans la fabrication de divers types d'encres, la proportion de dioxyde de titane utilisée est relativement importante, allant de 25 % à 50 %, et certaines sont encore plus importantes. Par conséquent, le dioxyde de titane joue un rôle essentiel dans la qualité de l'encre.
1. Impact sur la blancheur de l'encre
(1) L'impact des impuretés du dioxyde de titane sur la blancheur de l'encre. De manière générale, si une petite quantité de fer, de chrome, de cobalt, de cuivre et d'autres impuretés est mélangée au dioxyde de titane, l'encre préparée produira un changement de couleur et réduira la blancheur. Ceci est causé par les ions d'impuretés dans le dioxyde de titane, en particulier les ions métalliques, qui déforment la structure cristalline du dioxyde de titane et perdent sa symétrie. Le dioxyde de titane de type rutile est plus sensible aux impuretés. Par exemple, lorsque la teneur en oxyde de fer dans le dioxyde de titane de type rutile est supérieure à 0,003%, il montrera une couleur, tandis que sa teneur en dioxyde de titane de type anatase est supérieure à 0,009%. Réaction de couleur. Par conséquent, il est très important de choisir du dioxyde de titane fin et sans impuretés.
(2) L'influence de la forme, de la taille et de la distribution des particules de dioxyde de titane sur la blancheur. Les particules de dioxyde de titane de haute qualité sont lisses et n'ont ni bords ni coins. Si vous utilisez du dioxyde de titane avec des bords angulaires à la surface des particules, cela affaiblira considérablement la réflexion de la lumière et réduira la blancheur de l'encre. La taille des particules de dioxyde de titane doit être contrôlée entre 0,2 et 0,4 µm, ce qui équivaut à environ 1/2 de la longueur d'onde de la lumière visible, afin d'obtenir une capacité de diffusion élevée et de rendre la couleur plus blanche. Lorsque la taille des particules est inférieure à 0,1 µm, le cristal est transparent. Si la taille des particules dépasse 0,5 µm, la capacité de diffusion de la lumière du pigment sera réduite et la blancheur de l'encre sera affectée. Pour cette raison, la taille des particules de dioxyde de titane doit être appropriée et uniformément répartie pour montrer une bonne blancheur.
2. Influence sur le pouvoir couvrant de l'encre
(1) L'indice de réfraction du cristal de dioxyde de titane lui-même affectera directement le pouvoir couvrant de l'encre. Généralement, l'indice de réfraction du dioxyde de titane est le meilleur parmi les pigments blancs. Lors de la préparation de l'encre blanche, du dioxyde de titane à indice de réfraction élevé doit être utilisé pour améliorer le pouvoir couvrant de l'encre blanche.
(2) L'influence de la taille des particules, de la structure des particules et de la dispersibilité du dioxyde de titane sur le pouvoir couvrant de l'encre blanche. Généralement, dans la plage supérieure à 1/2 de la longueur d'onde de la lumière visible, plus la taille des particules est petite, plus la surface des particules est lisse, meilleure est la dispersion du dioxyde de titane dans le liant résineux et plus son pouvoir couvrant est élevé. Parce que le dioxyde de titane lui-même a une structure cristalline évidente, son indice de réfraction est supérieur à celui du véhicule, et plus la différence d'indice de réfraction entre les deux est grande, plus le pouvoir couvrant du dioxyde de titane utilisé est fort. La pratique a prouvé que le dioxyde de titane rutile a un meilleur pouvoir couvrant que le dioxyde de titane anatase, il est donc plus largement utilisé dans la fabrication d'encre.
3. Influence sur le pouvoir colorant de l'encre
Le pouvoir colorant du dioxyde de titane dépend de sa capacité à diffuser la lumière visible, et il a un effet direct sur le pouvoir colorant de l'encre. Plus le coefficient de diffusion est élevé, plus le pouvoir colorant est fort ; plus l'indice de réfraction du dioxyde de titane est élevé, plus le pouvoir colorant est fort. Le dioxyde de titane est le produit ayant l'indice de réfraction le plus élevé parmi les pigments blancs, et l'indice de réfraction du dioxyde de titane rutile est supérieur à celui du dioxyde de titane anatase. Par conséquent, le choix du dioxyde de titane est de choisir le dioxyde de titane avec une forte capacité de diffusion et un indice de réfraction élevé.
4. Impact sur les performances de dispersion
Que la forme des particules de dioxyde de titane et la réflexion de la lumière soient uniformes, affectent directement les performances de dispersion du dioxyde de titane. Si la surface des particules de dioxyde de titane est lisse et que la réflexion est uniforme, la dispersibilité est bonne et l'encre blanche préparée a un bon brillant et une bonne blancheur. Au contraire, la surface des particules est rugueuse et la réflexion diffuse augmente, ce qui réduira considérablement la brillance et la mauvaise dispersion. , Affecte directement la blancheur et les performances de transfert de l'encre blanche. Pour cette raison, le dioxyde de titane doit être traité avant de pouvoir être utilisé.
En résumé, avec le développement rapide des industries de l'emballage et de l'édition et de l'impression, la demande du marché pour les encres augmentera de jour en jour. En tant que pigment blanc très important dans les encres, le dioxyde de titane possède de nombreuses propriétés et fonctions qui ne peuvent être remplacées par aucun autre matériau. Par conséquent, la quantité de dioxyde de titane utilisée dans les encres augmentera d'année en année et les perspectives d'application sur le marché seront très larges.
Source de l'article : China Powder Network
Application et marché du dioxyde de titane
Le dioxyde de titane est un solide pulvérulent blanc obtenu à partir de minerai de titane par la méthode à l'acide sulfurique ou la méthode de chloration. Il est considéré comme un pigment blanc avec de bonnes performances dans le monde. Le dioxyde de titane fait référence au dioxyde de titane dont la surface a été traitée avec des substances inorganiques ou organiques pour surmonter les défauts d'application d'origine du dioxyde de titane. Il a la meilleure opacité, la meilleure blancheur, la meilleure brillance, une excellente résistance aux intempéries, un pouvoir couvrant, une dispersibilité et d'autres performances chimiques faibles, largement utilisées dans les domaines industriels tels que les revêtements, les plastiques, le papier, le caoutchouc et l'encre et les domaines alimentaires.
Le dioxyde de titane est divisé en qualité pigmentaire et qualité non pigmentée en fonction de son utilisation. Le dioxyde de titane de qualité pigmentaire est principalement utilisé pour les pigments blancs. Selon l'état cristallin, il peut être divisé en dioxyde de titane anatase (type A) et en dioxyde de titane rutile (type R). Parmi eux, le dioxyde de titane rutile a une meilleure stabilité chimique. Il est principalement utilisé pour les revêtements extérieurs de haute qualité, les revêtements en latex légers, le papier de haute qualité et les matériaux en caoutchouc.
Le dioxyde de titane anatase présente les avantages d'une blancheur élevée, d'un indice de réfraction élevé, d'une grande différence d'indice de réfraction par rapport aux polymères formant des fibres, non toxique et inoffensif, d'un faible coût de production et de larges sources de matières premières. Il peut être utilisé comme additif dans la production de fibres de coton mat.
Le dioxyde de titane de qualité non pigmentée a pour objectif principal la pureté. Il est divisé en qualité d'émail, qualité céramique, qualité de soudage électrique et qualité électronique. Sa résistance à haute température et ses propriétés optiques jouent un rôle majeur.
La méthode à l'acide sulfurique est la première méthode de production industrialisée au monde de dioxyde de titane. Le processus comprend principalement les aspects suivants : pulvérisation et hydrolyse acide des matériaux de minerai de titane, séparation et purification de TiOSO4, hydrolyse de TiOSO4 pour former de l'acide métatitanique insoluble, lavage, blanchiment, calcination et concassage, traitement de surface, etc.
Avantages : La méthode à l'acide sulfurique peut être utilisée pour produire deux types de dioxyde de titane rutile et anatase. La technologie de traitement est mature, l'équipement est simple, les besoins en matières premières sont faibles et le prix est bon marché et abondant.
Inconvénients : la consommation de matières premières est importante, le taux d'utilisation est faible, les sous-produits sont importants, la pollution de l'environnement est grave et le processus est compliqué. Avec l'innovation continue de la technologie, cette méthode de production est constamment éliminée par les entreprises.
La méthode de chloration est actuellement une méthode largement utilisée pour produire du dioxyde de titane dans la production industrielle. L'émergence de la méthode de chloration peut non seulement produire du dioxyde de titane de haute qualité, mais également résoudre le problème du long flux de processus de la méthode à l'acide sulfurique, réduire les émissions des trois déchets industriels et être bénéfique pour la protection de l'environnement. Dans le même temps, cette méthode permet de réaliser facilement une production automatisée, conforme aux exigences des entreprises modernes. Exigences de fabrication.
Application de dioxyde de titane
Les revêtements, la fabrication du papier et les plastiques sont les trois principaux domaines d'application du dioxyde de titane. Les autres domaines d'application incluent l'encre, les fibres chimiques, les cosmétiques, le caoutchouc, l'industrie alimentaire et la médecine. L'utilisation du dioxyde de titane pour le non-pigment est principalement dans les domaines de l'émail, des céramiques, des condensateurs, des baguettes de soudage, des catalyseurs, et le domaine du dioxyde de nano-titane qui nécessite des propriétés optiques du dioxyde de titane mais ne nécessite pas ses propriétés de couverture.
- enrobage
À l'heure actuelle, les revêtements sont le plus grand domaine d'application du dioxyde de titane. Le TiO2 consommé par l'industrie des revêtements représente 58 à 60 % de la consommation totale de pigments de dioxyde de titane. Le dioxyde de titane est également le pigment le plus utilisé dans l'industrie du revêtement, représentant environ la moitié du coût des colorants de revêtement et 10 à 25 % du coût des matières premières de revêtement. En tant que type de produit chimique avancé, le revêtement a été considérablement développé ces dernières années et la production totale de l'industrie a atteint 17,598 millions de tonnes en 2018.
- Plastique
Les plastiques sont actuellement le deuxième plus grand utilisateur de pigments de dioxyde de titane, représentant 18 à 20 % de la demande mondiale totale de dioxyde de titane. La quantité de dioxyde de titane ajoutée au plastique variera selon ses variétés et ses applications, généralement entre 0,5% et 5%. À l'heure actuelle, la production annuelle de produits en plastique dépasse 60 millions de tonnes et la consommation de dioxyde de titane est d'environ 600 000 tonnes. Le dioxyde de titane a une excellente résistance aux intempéries, un pouvoir couvrant, une dispersibilité et d'autres propriétés physiques et chimiques, qui répondent et s'adaptent grandement aux exigences des normes de production des produits industriels en plastique pour les performances et la qualité du dioxyde de titane.
- fabrication du papier
L'industrie papetière représente 11 % de la consommation totale de dioxyde de titane. L'application du dioxyde de titane dans l'industrie du papier est très similaire à celle de l'industrie de la production de plastique. Les deux sont utilisés comme pigments de base. Dans l'industrie papetière, le dioxyde de titane peut également être utilisé comme charge. Il est utilisé pour améliorer les propriétés optiques du papier afin de mieux augmenter son opacité, notamment en améliorant sa luminosité, sa blancheur, son lissé, son uniformité, etc.
Comparaison des performances de différents types de dioxyde de titane dans le domaine de la fabrication du papier
| Classement du papier | Rutile | Anatase | Remarque |
| Papier décoratif | √ | Exigences anti-âge élevées | |
| Papier à haute teneur en cendres | √ | Le pouvoir couvrant du dioxyde de titane anatase ne répond pas aux exigences | |
| Papier à faible teneur en cendres | √ | Bonne opacité requise | |
| Papier à monnaie | √ | Bonne opacité requise |
- Encrer
La qualité de blancheur du dioxyde de titane est garantie, la résistance à l'eau est forte, le pouvoir couvrant est important et la résistance aux intempéries, la résistance à la chaleur et les propriétés chimiques sont très stables. Dans l'industrie de l'encre, le dioxyde de titane est un matériau de production nécessaire. Le dioxyde de titane dans l'encre a non seulement pour fonction d'améliorer la brillance et l'esthétique, mais peut également améliorer les propriétés de l'encre.
- Mélange maître
Le mélange-maître de couleur est développé à l'époque moderne et est utilisé dans la coloration des produits en plastique et d'autres systèmes. Son principe est de charger un excès de pigment dans la résine pour préparer un composé polymère à colorer. Les principaux composants comprennent : la résine, le pigment, le dispersant, etc. Le cœur du développement de la technologie des mélanges maîtres de couleur est la compatibilité des pigments, des dispersants et des résines. L'objectif est d'augmenter la teneur en pigment et l'effet colorant dans le mélange maître de couleur. La clé est d'améliorer la dispersion du pigment dans le mélange maître de couleur. Le dioxyde de titane est largement utilisé dans des industries telles que les mélanges maîtres de couleur, en particulier dans certaines industries de mélanges maîtres de couleur haut de gamme, c'est l'une des matières premières de coloration nécessaires.
- Fibre chimique
L'industrie des fibres chimiques (en particulier l'anatase) est un autre domaine d'application important du dioxyde de titane. Étant donné que les molécules de l'industrie des fibres chimiques sont soigneusement disposées, la surface de la fibre est lisse, a un éclat éblouissant et est translucide, il est donc nécessaire d'ajouter un agent matant avant le filage. Le dioxyde de titane est le matériau de tapis le plus idéal dans l'industrie des fibres synthétiques.
- Catalyseur de dénitration
Le catalyseur de dénitration fait généralement référence au catalyseur utilisé dans le système de dénitration SCR des centrales électriques. Dans la réaction SCR, l'agent réducteur réagira sélectivement avec les oxydes d'azote dans les gaz de combustion à une certaine température.
D'un point de vue mondial, la capacité de production effective mondiale de dioxyde de titane est d'environ 7,2 millions de tonnes, et CR10 (l'entreprise avec les 10 premières capacités de production effectives) représente 65%, principalement en Amérique du Nord, en Europe occidentale et au Japon.
Source de l'article : China Powder Network
Performances du dioxyde de titane, sa fonction et son application dans les revêtements
Les pigments de dioxyde de titane sont divisés en deux types : le type anatase et le type rutile. Selon la pratique internationale, ils sont appelés respectivement type R et type A. Le type rutile et le type anatase sans post-traitement sont appelés respectivement type RI et type AI ; le type rutile et le type anatase après le post-traitement sont appelés respectivement type R2, R3 et A2. Actuellement, la plupart des dioxydes de titane rutile sur le marché appartiennent aux types R2 et R3, dont le type R2 représente plus de 70 % des ventes. R2 et R3 représentent respectivement 77 % et 22 % du dioxyde de titane rutile pour les revêtements.
Performance et utilisation du dioxyde de titane de qualité pigmentaire
Le dioxyde de titane à base de pigment a un indice de réfraction élevé, un fort pouvoir achromatique, un grand pouvoir couvrant, une bonne dispersibilité, une bonne blancheur, des propriétés physiques et chimiques non toxiques et stables et d'excellentes propriétés optiques et électriques, il a donc un large éventail d'utilisations , La peinture, le plastique, le papier, les fibres chimiques, l'encre, le caoutchouc, les cosmétiques, etc. utilisent tous du dioxyde de titane de qualité pigmentaire. Parmi eux, la plus grande quantité est la peinture, représentant environ 57%. En particulier, le dioxyde de titane rutile est principalement consommé par l'industrie du revêtement. Avec l'essor rapide de l'industrie automobile chinoise, de l'industrie de la construction et des revêtements à base d'eau, l'industrie des revêtements a non seulement besoin de plus de dioxyde de titane en quantité, mais a également des exigences de qualité plus élevées et plus de variétés.
L'indice de réfraction du dioxyde de titane rutile est de 2,76 et l'indice de réfraction du dioxyde de titane anatase est de 2,55. Le pouvoir couvrant est déterminé par la différence entre l'indice de réfraction du pigment et l'indice de réfraction du milieu, et leurs valeurs relatives peuvent être calculées selon la formule. Le coefficient de réflexion du dioxyde de titane rutile est de 25 à 30 % supérieur à celui du dioxyde de titane anatase, ce qui signifie que s'il produit le même pouvoir couvrant que le dioxyde de titane anatase, la quantité de dioxyde de titane rutile peut être réduite de 25 à 30 %. De plus, le dioxyde de titane rutile a une structure compacte, relativement stable, une faible activité photochimique, une résistance à la lumière ultraviolette, n'est pas facile à pulvériser à l'extérieur et a une meilleure résistance aux intempéries et une meilleure brillance que le dioxyde de titane anatase. Par conséquent, il est largement utilisé dans divers revêtements extérieurs à haute résistance aux intempéries pour les navires, les ponts, les automobiles, les bâtiments, etc. de haute qualité, ce qui représente environ 70% des revêtements. Le dioxyde de titane anatase est facile à pulvériser et jaunit, il n'est donc généralement utilisé que pour les revêtements intérieurs ou les apprêts, la quantité ne représente que 30% du dioxyde de titane utilisé dans les revêtements.
Le rôle du dioxyde de titane de qualité pigmentaire dans les revêtements
Les revêtements sont des suspensions visqueuses composées de matériaux de base, de pigments, de charges, de solvants et d'additifs. Il est enduit sur la surface de l'objet pour former un film de revêtement résistant, qui joue un rôle de décoration et de protection sur l'objet.
Indépendamment des revêtements à base de solvant ou à base d'eau, si le dioxyde de titane est utilisé, son rôle n'est pas seulement de couvrir et de décorer, mais aussi d'améliorer les propriétés physiques et chimiques du revêtement, d'améliorer la stabilité chimique et même d'améliorer le pouvoir couvrant, pouvoir réducteur de couleur et résistance à la corrosion., résistance à la lumière, résistance aux intempéries, améliore la résistance mécanique et l'adhérence du film de peinture, empêche les fissures, empêche la pénétration des rayons ultraviolets et de l'humidité, retardant ainsi le vieillissement et prolongeant la durée de vie du film de peinture. En même temps, il peut économiser des matériaux et augmenter les variétés.
Indépendamment des revêtements à base de solvant ou à base d'eau, si le dioxyde de titane est utilisé, son rôle n'est pas seulement de couvrir et de décorer, mais aussi d'améliorer les propriétés physiques et chimiques du revêtement, d'améliorer la stabilité chimique et même d'améliorer le pouvoir couvrant, pouvoir de réduction de couleur et résistance à la corrosion. , Résistance à la lumière, résistance aux intempéries, améliore la résistance mécanique et l'adhérence du film de peinture, prévient les fissures, empêche la pénétration des rayons ultraviolets et de l'humidité, retardant ainsi le vieillissement et prolongeant la durée de vie du film de peinture. En même temps, il peut économiser des matériaux et augmenter les variétés.
Parmi les pigments, les pigments blancs sont les plus utilisés. Les peintures blanches et les peintures de couleur claire l'utilisent. Par conséquent, la quantité de pigments blancs utilisée dans la production de peinture est bien supérieure à celle des autres pigments. Les pigments blancs couramment utilisés dans les revêtements comprennent le blanc de zinc, le lithopone, le blanc de titane, etc. Étant donné que certains revêtements en résine synthétique ont un degré élevé de polymérisation, si du blanc de zinc est ajouté, le blanc de zinc aura tendance à s'épaissir en raison de son alcalinité et de son effet anti-acide avec la graisse libre dans le revêtement ; si du blanc de zinc est ajouté, la résistance aux intempéries sera mauvaise. Mais l'utilisation de dioxyde de titane peut améliorer les lacunes ci-dessus. Parce que les particules de dioxyde de titane sont petites et uniformes et que la stabilité photochimique est élevée, en termes de pouvoir couvrant, le dioxyde de titane rutile est 7 fois celui du blanc de zinc et 5,56 fois celui du lithopone, et le dioxyde de titane anatase est 5,57 fois celui du zinc blanche. Lithopone est 4,3 fois; en termes de pouvoir décolorant, le dioxyde de titane rutile est 8,3 fois celui du blanc de zinc et 6,25 fois celui du lithopone. Le dioxyde de titane de type anatase est 6,4 fois celui du blanc de zinc et 4,8 fois celui du lithopone. Fois. En termes d'effet d'utilisation, 1 t de dioxyde de titane équivaut au moins à 4 t de lithopone ; en termes de durée de vie (en référence à la résistance au farinage en extérieur), le revêtement avec du blanc de titane comme pigment est 3 fois plus élevé que celui avec du lithopone comme pigment. Par conséquent, l'utilisation de dioxyde de titane peut réduire considérablement la quantité de pigments dans l'ensemble du revêtement, et les revêtements fabriqués sont de couleur vive, pas faciles à jaunir, résistance à la lumière, résistance à la chaleur, résistance à l'abrasion, résistance aux intempéries, résistance aux alcalis, résistance au soufre , et la résistance aux acides dilués. C'est précisément parce que le blanc de titane a des performances supérieures que le blanc de zinc et le lithopone, il est devenu le meilleur pigment blanc indispensable dans la production de peinture. La quantité de dioxyde de titane représente plus de 90 % de la quantité totale de pigments utilisés dans les revêtements et plus de 95 % de la quantité totale de pigments blancs utilisés dans les revêtements. Il représente 10 à 25 % du coût des matières premières de revêtement.
Source de l'article : China Powder Network