이산화티타늄 무기 및 유기 코팅 개질 기술
루틸형 이산화티타늄은 밴드갭 폭이 약 3.0eV인 반도체이다. 표면 개질 없이 강한 광촉매 활성을 가지므로 태양 자외선 조사 하에서 고활성 산소 자유 라디칼을 생성할 수 있습니다. , 이 산소 자유 라디칼은 강력한 산화 능력을 발휘할 수 있으며, 이는 이산화티타늄 주변의 매체를 손상시키고 제품의 수명에 영향을 미칩니다. 따라서 표면 개질은 이산화티타늄의 생산 및 가공에서 매우 중요한 작업입니다.
표면 개질은 이산화티탄의 표면과 반응하도록 개질 첨가제를 사용하여 표면 특성을 변경하고 제품의 성능을 향상시키는 것입니다. 현재 이산화티타늄의 표면 개질은 크게 무기 코팅과 유기 코팅의 두 가지 방법으로 나뉩니다.
1. 이산화티타늄 무기 코팅
무기 코팅은 이산화 티타늄 입자의 표면을 침강 반응을 통해 단층 또는 다층 무기 박막으로 코팅하여 입자와 매질 사이에 장벽을 형성하여 이산화 티타늄의 성능을 향상시키는 것입니다. 이산화티탄의 무기 표면 개질은 일반적으로 알루미늄 코팅, 실리콘 코팅, 지르코늄 코팅 및 다중 혼합 코팅 방법에 의해 수행됩니다.
실리콘 코팅의 경우 중성 및 약산성 조건에서 형성된 필름은 상대적으로 “푹신 푹신”한 반면 알칼리성 조건에서 형성된 필름은 일반적으로 규소를 생성하기 위해 규산 나트륨의 가수 분해를 통해 비교적 조밀합니다. 미셀은 티타늄 표면에 고정됩니다. Ti-O-Si 결합을 통한 이산화물과 동시에 Si-O-Si 결합의 형성을 사용하여 필름이 연속적이고 균일하도록 할 수 있습니다.
알루미늄 코팅의 경우 이산화티타늄 표면의 OH-Al과 -OH기가 반응하여 Ti-O-Al 결합이 형성된다. 클러스터 수의 증가는 코팅을 용이하게 합니다. 동시에 높은 pH 조건에서 OH-Al의 방향성 성장 속도는 온도가 상승할 때 침강 속도에 비해 우세한 위치를 차지하며 필름 형태는 균일하고 연속적인 시트와 같은 층에서 상대적으로 느슨한 플록으로 변화합니다. .
무기 코팅은 가공 방법에 따라 건식 코팅과 습식 코팅의 두 가지 방법으로 구체적으로 나뉩니다.
(1) 이산화티타늄 건조 코팅
건식코팅은 일반적으로 이산화티타늄 표면에 금속할로겐화물을 에어스프레이로 부착하고 로스팅 및 산화 후 뜨거운 증기를 도입하여 가수분해를 촉진하여 입자표면에 박막피막을 형성한다.
(2) 이산화티탄 습식 코팅
습식 코팅은 주로 물 매체에서 수행되며 끓는 방법, 중화 방법 및 탄화 방법의 세 가지 유형으로 세분됩니다.
2. 이산화티탄 유기 코팅
유기코팅은 무기코팅에 비해 개발이력이 짧지만 적은 양(보통 안료 중량의 0.1%~1% 정도)과 효과가 큰 특성으로 인해 개발이 매우 빠르게 진행된다. 실험실에서 유기물을 코팅하는 세 가지 주요 방법, 즉 고속 분산 습식 방법, 진동 분산 방법 및 가스 분말 기계 분쇄 방법이 있습니다. 일일 실험 과정에서 우리는 주로 고속 분산 습식 처리 방법을 채택합니다.
일반적으로 유기물 코팅 공정에서 유기처리제의 일부는 물리적 흡착에 의해 이산화티타늄 표면에 연결되고, 다른 일부는 입자 표면의 수산기와 반응하여 이산화티타늄의 표면. 분산제, 커플링제, 계면활성제 등이 사용된다.
3. 이산화티타늄 복합 코팅
무기 코팅과 유기 코팅은 각각의 강조점을 가지고 있기 때문입니다. 일반적으로 무기 코팅의 주요 목적은 이산화티탄의 광촉매 활성을 감소시키고 내후성을 향상시켜 제품의 수명을 늘리는 것이며 유기 코팅의 주요 목적은 제품의 분산 능력을 향상시키는 것입니다. 다양한 매체 및 분산 안정성.
이 두 가지 방법은 서로를 대체할 수 없으므로 실제 응용 작업에서 첫 번째 무기 코팅과 유기 개질의 작동 모드는 주로 이산화티타늄 입자의 표면을 개질하여 목적을 달성하는 데 사용됩니다. 즉, 실리콘, 가용성 무기 알루미늄 및 지르코늄(예: 이산화규소, 산화알루미늄 등)과 같은 소스는 내후성을 향상시키기 위해 각각의 적절한 온도 및 pH 조건에서 하나 또는 여러 층의 무기 코팅을 완성합니다. 그런 다음 친수성이 강한 지방산 또는 방향족 산 그룹을 연결하는 적절한 가교 구조를 선택하여 수분산성 및 분산 안정성을 향상시킵니다.