Apa pengaruh kualitas titanium dioksida pada tinta?
Dalam pembuatan berbagai jenis tinta, proporsi titanium dioksida yang digunakan relatif besar, mulai dari 25% hingga 50%, bahkan ada yang lebih besar. Oleh karena itu, titanium dioksida memainkan peran penting dalam kualitas tinta.
1. Dampak pada keputihan tinta
(1) Dampak kotoran dalam titanium dioksida pada putihnya tinta. Secara umum, jika sejumlah kecil besi, kromium, kobalt, tembaga dan kotoran lainnya dicampur ke dalam titanium dioksida, tinta yang disiapkan akan menghasilkan perubahan warna dan mengurangi putihnya. Hal ini disebabkan oleh ion pengotor dalam titanium dioksida, terutama ion logam, yang mendistorsi struktur kristal titanium dioksida dan kehilangan simetrinya. Titanium dioksida tipe rutil lebih sensitif terhadap kotoran. Misalnya, ketika kandungan oksida besi dalam titanium dioksida tipe rutil lebih besar dari 0,003%, itu akan menunjukkan warna, sedangkan kandungannya dalam titanium dioksida tipe anatase lebih besar dari 0,009%. Reaksi warna. Oleh karena itu, sangat penting untuk memilih titanium dioksida yang halus dan bebas pengotor.
(2) Pengaruh bentuk, ukuran dan distribusi partikel titanium dioksida terhadap keputihan. Partikel titanium dioksida berkualitas tinggi halus dan tidak memiliki tepi atau sudut. Jika Anda menggunakan titanium dioksida dengan tepi sudut pada permukaan partikel, itu akan sangat melemahkan pantulan cahaya dan mengurangi putihnya tinta. Ukuran partikel titanium dioksida harus dikontrol dalam 0,2～0,4μm, yang setara dengan sekitar 1/2 panjang gelombang cahaya tampak, untuk mendapatkan kemampuan hamburan tinggi dan membuat warna tampak lebih putih. Ketika ukuran partikel kurang dari 0,1μm, kristal transparan. Jika ukuran partikel melebihi 0,5μm, kemampuan hamburan cahaya pigmen akan berkurang dan warna putih tinta akan terpengaruh. Untuk alasan ini, ukuran partikel titanium dioksida harus sesuai dan terdistribusi secara merata untuk menunjukkan keputihan yang baik.
2. Pengaruh pada kekuatan penyembunyian tinta
(1) Indeks bias kristal titanium dioksida itu sendiri akan secara langsung mempengaruhi daya sembunyi tinta. Umumnya, indeks bias titanium dioksida adalah yang terbaik di antara pigmen putih. Saat menyiapkan tinta putih, titanium dioksida dengan indeks bias tinggi harus digunakan untuk meningkatkan daya sembunyi tinta putih.
(2) Pengaruh ukuran partikel, struktur partikel dan dispersibilitas titanium dioksida terhadap daya sembunyi tinta putih. Umumnya, dalam kisaran lebih besar dari 1/2 panjang gelombang cahaya tampak, semakin kecil ukuran partikel, semakin halus permukaan partikel, semakin baik dispersi titanium dioksida dalam pengikat resin, dan semakin kuat daya sembunyinya. Karena titanium dioksida sendiri memiliki struktur kristal yang jelas, indeks biasnya lebih besar dari pada kendaraan, dan semakin besar perbedaan indeks bias antara keduanya, semakin kuat kekuatan persembunyian titanium dioksida yang digunakan. Praktek telah membuktikan bahwa titanium dioksida rutil memiliki daya sembunyi yang lebih baik daripada titanium dioksida anatase, sehingga lebih banyak digunakan dalam pembuatan tinta.
3. Pengaruh pada kekuatan pewarnaan tinta
Kekuatan pewarnaan titanium dioksida tergantung pada kemampuannya untuk menyebarkan cahaya tampak, dan memiliki efek langsung pada kekuatan pewarnaan tinta. Semakin besar koefisien hamburan, semakin kuat kekuatan pewarnaan; semakin tinggi indeks bias titanium dioksida, semakin kuat kekuatan pewarnaannya. Titanium dioksida adalah produk dengan indeks bias tertinggi di antara pigmen putih, dan indeks bias titanium dioksida rutil lebih tinggi daripada titanium dioksida anatase. Oleh karena itu, pilihan titanium dioksida adalah memilih titanium dioksida dengan kemampuan hamburan yang kuat dan indeks bias yang tinggi.
4. Dampak pada kinerja dispersi
Apakah bentuk partikel titanium dioksida dan pantulan cahayanya seragam, secara langsung mempengaruhi kinerja dispersi titanium dioksida. Jika permukaan partikel titanium dioksida halus dan pantulannya seragam, dispersibilitasnya bagus, dan tinta putih yang disiapkan memiliki kilap dan putih yang bagus. Sebaliknya, permukaan partikel kasar dan refleksi difus meningkat, yang akan sangat mengurangi kilap dan dispersi yang buruk. , Langsung mempengaruhi putih dan kinerja transfer tinta putih. Untuk alasan ini, titanium dioksida harus diproses sebelum dapat digunakan.
Singkatnya, dengan pesatnya perkembangan industri pengemasan dan penerbitan dan percetakan, permintaan pasar akan tinta akan meningkat dari hari ke hari. Sebagai pigmen putih yang sangat penting dalam tinta, titanium dioksida memiliki banyak sifat dan fungsi yang tidak dapat digantikan oleh bahan lain. Oleh karena itu, jumlah titanium dioksida yang digunakan dalam tinta akan meningkat dari tahun ke tahun, dan prospek aplikasi pasar akan sangat luas.
Sumber artikel: Jaringan Bubuk China
Aplikasi dan pasar titanium dioksida
Titanium dioksida adalah padatan bubuk putih yang diperoleh dari bijih titanium melalui metode asam sulfat atau metode klorinasi. Ini dianggap sebagai pigmen putih dengan kinerja yang baik di dunia. Titanium dioksida mengacu pada titanium dioksida yang permukaannya telah diolah dengan anorganik atau organik untuk mengatasi cacat aplikasi asli dari titanium dioksida. Ini memiliki opacity terbaik, putih terbaik, gloss, ketahanan cuaca yang sangat baik, daya persembunyian, dispersibilitas dan kinerja kimia lemah lainnya, banyak digunakan di bidang industri seperti pelapis, plastik, kertas, karet dan tinta, dan bidang makanan.
Titanium dioksida dibagi menjadi kelas pigmen dan kelas non-pigmen sesuai dengan penggunaannya. Titanium dioksida tingkat pigmen terutama digunakan untuk pigmen putih. Menurut keadaan kristal, dapat dibagi lebih lanjut menjadi titanium dioksida anatase (tipe A) dan titanium dioksida rutil (tipe R). Diantaranya, titanium dioksida rutil memiliki stabilitas kimia yang lebih baik. Ini terutama digunakan untuk pelapis luar ruangan bermutu tinggi, pelapis lateks ringan, kertas bermutu tinggi dan bahan karet.
Titanium dioksida anatase memiliki keunggulan putih tinggi, indeks bias tinggi, perbedaan besar dalam indeks bias dari polimer pembentuk serat, tidak beracun dan tidak berbahaya, biaya produksi rendah dan sumber bahan baku yang luas. Ini dapat digunakan sebagai aditif dalam produksi serat kapas anyaman diterapkan.
Titanium dioksida kelas non-pigmen memiliki kemurnian sebagai tujuan utamanya. Ini dibagi menjadi kelas enamel, kelas keramik, kelas las listrik dan kelas elektronik. Ketahanan suhu tinggi dan sifat optiknya memainkan peran utama.
Metode asam sulfat adalah metode produksi titanium dioksida industri paling awal di dunia. Proses ini terutama mencakup aspek-aspek berikut: penghancuran dan hidrolisis asam bahan bijih titanium, pemisahan dan pemurnian TiOSO4, hidrolisis TiOSO4 untuk membentuk asam metatitanat yang tidak larut, pencucian, pemutihan, Kalsinasi dan penghancuran, perawatan permukaan, dll.
Keuntungan: Metode asam sulfat dapat digunakan untuk menghasilkan dua jenis titanium dioksida rutil dan anatase. Teknologi prosesnya matang, peralatannya sederhana, kebutuhan bahan bakunya rendah, dan harganya murah dan berlimpah.
Kekurangan: Konsumsi bahan baku besar, tingkat pemanfaatan rendah, produk sampingan besar, pencemaran lingkungan serius, dan prosesnya rumit. Dengan inovasi teknologi yang berkelanjutan, metode produksi ini terus-menerus dihilangkan oleh perusahaan.
Metode klorinasi saat ini merupakan metode yang banyak digunakan untuk memproduksi titanium dioksida dalam produksi industri. Munculnya metode klorinasi tidak hanya dapat menghasilkan titanium dioksida berkualitas tinggi, tetapi juga memecahkan masalah aliran proses yang panjang dari metode asam sulfat, mengurangi emisi dari tiga limbah industri, dan bermanfaat bagi perlindungan lingkungan. Pada saat yang sama, metode ini mudah untuk mewujudkan produksi otomatis, yang sejalan dengan persyaratan perusahaan modern. Persyaratan produksi.
Aplikasi Titanium Dioksida
Pelapis, pembuatan kertas, dan plastik adalah tiga area aplikasi utama titanium dioksida. Area aplikasi lainnya termasuk tinta, serat kimia, kosmetik, karet, industri makanan dan obat-obatan. Penggunaan titanium dioksida untuk non-pigmen terutama di bidang enamel, keramik, kapasitor, batang las, katalis, dan bidang nano-titanium dioksida yang membutuhkan sifat optik titanium dioksida tetapi tidak memerlukan sifat penutupnya.
- Lapisan
Saat ini, pelapis adalah bidang aplikasi titanium dioksida terbesar. TiO2 yang dikonsumsi oleh industri pelapis menyumbang 58% hingga 60% dari total konsumsi pigmen titanium dioksida. Titanium dioksida juga merupakan pigmen yang paling banyak digunakan dalam industri pelapisan, terhitung sekitar setengah dari biaya pewarna pelapis, dan 10% sampai 25% dari biaya bahan baku pelapis. Sebagai jenis produk bahan kimia lanjutan, pelapisan telah sangat berkembang dalam beberapa tahun terakhir, dan total output industri mencapai 17,598 juta ton pada tahun 2018.
- Plastik
Plastik saat ini merupakan pengguna terbesar kedua pigmen titanium dioksida, terhitung 18% sampai 20% dari total permintaan dunia untuk titanium dioksida. Jumlah titanium dioksida yang ditambahkan ke plastik akan bervariasi dengan varietas dan aplikasinya, umumnya antara 0,5% dan 5%. Saat ini, produksi tahunan produk plastik lebih dari 60 juta ton, dan konsumsi titanium dioksida sekitar 600.000 ton. Titanium dioksida memiliki ketahanan cuaca yang sangat baik, daya persembunyian, dispersibilitas dan sifat fisik dan kimia lainnya, yang sangat memenuhi dan menyesuaikan dengan persyaratan standar produksi produk industri plastik untuk kinerja dan kualitas titanium dioksida.
- pembuatan kertas
Industri kertas menyumbang 11% dari total konsumsi titanium dioksida. Penerapan titanium dioksida dalam industri kertas sangat mirip dengan industri produksi plastik. Keduanya digunakan sebagai pigmen dasar. Dalam industri kertas, titanium dioksida juga dapat digunakan sebagai pengisi. Ini digunakan untuk meningkatkan sifat optik kertas agar lebih meningkatkan opasitasnya, termasuk meningkatkan kecerahan, keputihan, kehalusan, keseragaman, dll.
Perbandingan kinerja berbagai jenis titanium dioksida di bidang pembuatan kertas
| Klasifikasi Kertas | Rutil | anatase | Komentar |
| kertas dekoratif | √ | Persyaratan anti-penuaan yang tinggi | |
| Kertas abu tinggi | √ | Kekuatan persembunyian titanium dioksida anatase tidak memenuhi persyaratan | |
| Kertas abu rendah | √ | Diperlukan opasitas yang baik | |
| kertas koin | √ | Diperlukan opasitas yang baik |
- Tinta
Kualitas putih titanium dioksida dijamin, tahan air kuat, daya sembunyinya besar, dan tahan cuaca, tahan panas dan sifat kimia sangat stabil. Dalam industri tinta, titanium dioksida adalah bahan produksi yang diperlukan. Titanium dioksida dalam tinta tidak hanya memiliki fungsi meningkatkan kilap dan estetika, tetapi juga dapat meningkatkan sifat tinta.
- masterbatch
Masterbatch warna dikembangkan di zaman modern dan digunakan dalam produk pewarna plastik dan sistem lainnya. Prinsipnya adalah memuat pigmen dalam jumlah berlebih dalam resin untuk menyiapkan senyawa polimer untuk pewarnaan. Komponen utama meliputi: resin, pigmen, dispersan, dll. Inti dari pengembangan teknologi masterbatch warna adalah kompatibilitas pigmen, dispersan, dan resin. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kandungan pigmen dan efek pewarnaan pada masterbatch warna. Kuncinya adalah meningkatkan dispersi pigmen dalam masterbatch warna. Titanium dioksida banyak digunakan dalam industri seperti masterbatch warna, terutama di beberapa industri masterbatch warna kelas atas, ini adalah salah satu bahan baku pewarnaan yang diperlukan.
- serat kimia
Industri serat kimia (terutama anatase) adalah bidang aplikasi penting lainnya dari titanium dioksida. Karena molekul-molekul dalam industri serat kimia tersusun rapi, permukaan serat halus, memiliki kilau yang menyilaukan, dan tembus cahaya, sehingga perlu ditambahkan bahan anyaman sebelum dipintal. Titanium dioksida adalah bahan anyaman paling ideal dalam industri serat sintetis.
- Katalis denitrasi
Katalis denitrasi umumnya mengacu pada katalis yang digunakan dalam sistem denitrasi SCR pembangkit listrik. Pada reaksi SCR, reduktor akan bereaksi secara selektif dengan nitrogen oksida dalam gas buang pada temperatur tertentu.
Dari perspektif global, kapasitas produksi efektif global titanium dioksida adalah sekitar 7,2 juta ton, dan CR10 (perusahaan dengan 10 kapasitas produksi efektif teratas) menyumbang 65%, terutama di Amerika Utara, Eropa Barat, dan Jepang.
Sumber artikel: Jaringan Bubuk China
Kinerja Titanium Dioksida & Fungsi dan Aplikasinya dalam Pelapisan
Pigmen titanium dioksida dibagi menjadi dua jenis: tipe anatase dan tipe rutil. Menurut praktik internasional, masing-masing disebut tipe R dan tipe A. Tipe rutil dan tipe anatase tanpa pasca perawatan disebut tipe RI dan tipe AI; tipe rutile dan tipe anatase setelah pasca perawatan disebut tipe R2, R3 dan A2. Saat ini, sebagian besar titanium dioksida rutil di pasaran milik tipe R2 dan R3, di mana tipe R2 menyumbang lebih dari 70% penjualan. R2 dan R3 menyumbang 77% dan 22% dari titanium dioksida rutil untuk pelapis, masing-masing.
Kinerja dan penggunaan titanium dioksida tingkat pigmen
Titanium dioksida berbasis pigmen memiliki indeks bias tinggi, daya akromatik yang kuat, daya persembunyian yang besar, dispersibilitas yang baik, keputihan yang baik, tidak beracun, sifat fisik dan kimia yang stabil, dan sifat optik dan listrik yang sangat baik, sehingga memiliki berbagai kegunaan. Cat, plastik, kertas, serat kimia, tinta, karet, kosmetik, dll. semuanya menggunakan titanium dioksida tingkat pigmen. Di antara mereka, jumlah terbesar adalah cat, terhitung sekitar 57%. Secara khusus, titanium dioksida rutil sebagian besar dikonsumsi oleh industri pelapisan. Dengan pesatnya pertumbuhan industri otomotif China, industri konstruksi dan pelapis berbahan dasar air, industri pelapisan tidak hanya membutuhkan lebih banyak titanium dioksida dalam kuantitas, tetapi juga memiliki persyaratan kualitas yang lebih tinggi dan lebih banyak variasi.
Indeks bias titanium dioksida rutil adalah 2,76, dan indeks bias titanium dioksida anatase adalah 2,55. Kekuatan persembunyian ditentukan oleh perbedaan antara indeks bias pigmen dan indeks bias medium, dan nilai relatifnya dapat dihitung sesuai dengan rumus. Koefisien refleksi titanium dioksida rutil adalah 25% hingga 30% lebih tinggi dari titanium dioksida anatase, yang berarti bahwa jika menghasilkan daya sembunyi yang sama dengan titanium dioksida anatase, jumlah titanium dioksida rutil dapat dikurangi 25% menjadi 30 %. Selain itu, titanium dioksida rutil memiliki struktur yang kompak, relatif stabil, aktivitas fotokimia rendah, ketahanan terhadap sinar ultraviolet, tidak mudah dihancurkan di luar ruangan, dan memiliki ketahanan cuaca dan kilau yang lebih baik daripada titanium dioksida anatase. Oleh karena itu, banyak digunakan di berbagai pelapis luar ruangan dengan ketahanan cuaca tinggi untuk kapal, jembatan, mobil, bangunan, dll., yang menyumbang sekitar 70% dari pelapis. Titanium dioksida anatase mudah dihancurkan dan berwarna kuning, sehingga umumnya hanya digunakan Untuk pelapis dalam ruangan atau primer, jumlahnya hanya 30% dari titanium dioksida yang digunakan dalam pelapis.
Peran titanium dioksida tingkat pigmen dalam pelapis
Pelapis adalah suspensi kental yang terdiri dari bahan dasar, pigmen, pengisi, pelarut, dan aditif. Itu dilapisi pada permukaan objek untuk membentuk film pelapis yang kuat, yang memainkan peran dekorasi dan perlindungan pada objek.
Terlepas dari pelapis berbasis pelarut atau berbasis air, jika titanium dioksida digunakan, perannya tidak hanya untuk menutupi dan menghias, tetapi juga untuk meningkatkan sifat fisik dan kimia pelapis, meningkatkan stabilitas kimia, dan bahkan meningkatkan daya persembunyian, daya reduksi warna, dan ketahanan korosi., Tahan cahaya, tahan cuaca, meningkatkan kekuatan mekanik dan adhesi film cat, mencegah retak, mencegah penetrasi sinar ultraviolet dan kelembaban, sehingga menunda penuaan dan memperpanjang umur film cat. Pada saat yang sama, dapat menghemat bahan dan meningkatkan varietas.
Terlepas dari pelapis berbasis pelarut atau berbasis air, jika titanium dioksida digunakan, perannya tidak hanya untuk menutupi dan menghias, tetapi juga untuk meningkatkan sifat fisik dan kimia pelapis, meningkatkan stabilitas kimia, dan bahkan meningkatkan daya persembunyian, kekuatan pengurangan warna, dan ketahanan korosi. , Tahan cahaya, tahan cuaca, meningkatkan kekuatan mekanik dan adhesi film cat, mencegah retak, mencegah penetrasi sinar ultraviolet dan kelembaban, sehingga menunda penuaan dan memperpanjang umur film cat. Pada saat yang sama, dapat menghemat bahan dan meningkatkan varietas.
Di antara pigmen, pigmen putih adalah yang paling banyak digunakan. Baik cat putih maupun cat berwarna terang menggunakannya. Oleh karena itu, jumlah pigmen putih yang digunakan dalam produksi cat jauh lebih banyak daripada pigmen lainnya. Pigmen putih yang biasa digunakan dalam pelapis termasuk seng putih, lithopone, titanium putih dan sebagainya. Karena beberapa pelapis resin sintetik memiliki derajat polimerisasi yang tinggi, jika seng putih ditambahkan, seng putih akan cenderung mengental karena efek alkalinitas dan anti-asamnya dengan lemak bebas di dalam pelapis; jika seng putih ditambahkan, ketahanan cuaca akan buruk. Tetapi penggunaan titanium dioksida dapat memperbaiki kekurangan di atas. Karena partikel titanium dioksida kecil dan seragam, dan stabilitas fotokimianya tinggi, dalam hal daya persembunyian, titanium dioksida rutil adalah 7 kali lipat seng putih dan 5,56 kali lipat lithopone, dan anatase titanium dioksida 5,57 kali seng putih. Lithopon adalah 4,3 kali; dalam hal kekuatan penghilangan warna, titanium dioksida rutil adalah 8,3 kali lipat dari seng putih dan 6,25 kali lipat dari lithopone. Titanium dioksida jenis anatase adalah 6,4 kali lipat dari seng putih dan 4,8 kali lipat dari lithopone. Waktu. Dalam hal efek penggunaan, 1t titanium dioksida setidaknya setara dengan 4t lithopone; dalam hal masa pakai (mengacu pada ketahanan kapur di luar ruangan), lapisan dengan titanium putih sebagai pigmen 3 kali lebih tinggi dibandingkan dengan lithopone sebagai pigmen. Oleh karena itu, penggunaan titanium dioksida dapat sangat mengurangi jumlah pigmen di seluruh lapisan, dan lapisan yang dibuat berwarna cerah, tidak mudah kuning, tahan cahaya, tahan panas, tahan abrasi, tahan cuaca, tahan alkali, tahan belerang , dan tahan asam encer. Justru karena titanium putih memiliki kinerja yang unggul daripada seng putih dan lithopone, telah menjadi pigmen putih terbaik yang sangat diperlukan dalam produksi cat. Jumlah titanium dioksida menyumbang lebih dari 90% dari jumlah total pigmen yang digunakan dalam pelapis, dan lebih dari 95% dari jumlah total pigmen putih yang digunakan dalam pelapis. Ini menyumbang 10% hingga 25% dari biaya bahan baku pelapis.
Sumber artikel: Jaringan Bubuk China