Qual é o efeito da qualidade do dióxido de titânio na tinta?
Na fabricação de diversos tipos de tintas, a proporção de dióxido de titânio utilizada é relativamente grande, variando de 25% a 50%, e algumas são ainda maiores. Portanto, o dióxido de titânio desempenha um papel vital na qualidade da tinta.
1. Impacto na brancura da tinta
(1) O impacto das impurezas do dióxido de titânio na brancura da tinta. De modo geral, se uma pequena quantidade de ferro, cromo, cobalto, cobre e outras impurezas forem misturadas ao dióxido de titânio, a tinta preparada produzirá mudança de cor e reduzirá a brancura. Isso é causado pelos íons de impureza no dióxido de titânio, especialmente os íons metálicos, que distorcem a estrutura cristalina do dióxido de titânio e perdem sua simetria. O dióxido de titânio do tipo rutilo é mais sensível às impurezas. Por exemplo, quando o conteúdo de óxido de ferro no dióxido de titânio do tipo rutilo é maior do que 0,003%, ele mostrará cor, enquanto o seu conteúdo no dióxido de titânio do tipo anatase é maior do que 0,009%. Reação de cor. Portanto, é muito importante escolher dióxido de titânio fino e sem impurezas.
(2) A influência da forma, tamanho e distribuição das partículas de dióxido de titânio na brancura. As partículas de dióxido de titânio de alta qualidade são lisas e não possuem arestas ou cantos. Se você usar dióxido de titânio com bordas angulares na superfície das partículas, ele enfraquecerá muito o reflexo da luz e reduzirá a brancura da tinta. O tamanho das partículas de dióxido de titânio deve ser controlado dentro de 0,2 ～ 0,4 μm, o que é equivalente a cerca de 1/2 do comprimento de onda da luz visível, a fim de obter alta capacidade de espalhamento e fazer a cor parecer mais branca. Quando o tamanho da partícula é menor que 0,1μm, o cristal é transparente. Se o tamanho da partícula exceder 0,5μm, a capacidade de dispersão de luz do pigmento será reduzida e a brancura da tinta será afetada. Por esta razão, o tamanho da partícula de dióxido de titânio deve ser adequado e distribuído uniformemente para mostrar uma boa brancura.
2. Influência no poder de ocultação da tinta
(1) O índice de refração do próprio cristal de dióxido de titânio afetará diretamente o poder de cobertura da tinta. Geralmente, o índice de refração do dióxido de titânio é o melhor entre os pigmentos brancos. Ao preparar a tinta branca, o dióxido de titânio com alto índice de refração deve ser usado para aumentar o poder de cobertura da tinta branca.
(2) A influência do tamanho da partícula, estrutura da partícula e dispersibilidade do dióxido de titânio no poder de cobertura da tinta branca. Geralmente, na faixa maior que 1/2 do comprimento de onda da luz visível, quanto menor o tamanho da partícula, mais lisa a superfície da partícula, melhor a dispersão do dióxido de titânio no aglutinante de resina e mais forte seu poder de ocultação. Como o próprio dióxido de titânio tem uma estrutura cristalina óbvia, seu índice de refração é maior do que o do veículo e, quanto maior a diferença no índice de refração entre os dois, mais forte é o poder de ocultação do dióxido de titânio usado. A prática provou que o dióxido de titânio rutilo tem melhor poder de cobertura do que o dióxido de titânio anatase, por isso é mais amplamente usado na fabricação de tintas.
3. Influência no poder de tingimento da tinta
O poder de tingimento do dióxido de titânio depende de sua capacidade de espalhar a luz visível e tem um efeito direto no poder de tingimento da tinta. Quanto maior for o coeficiente de dispersão, mais forte será o poder de tingimento; quanto mais alto o índice de refração do dióxido de titânio, mais forte é o poder de tingimento. O dióxido de titânio é o produto com o índice de refração mais alto entre os pigmentos brancos, e o índice de refração do dióxido de titânio rutilo é maior do que o do dióxido de titânio anatase. Portanto, a escolha do dióxido de titânio é escolher o dióxido de titânio com forte capacidade de espalhamento e alto índice de refração.
4. Impacto no desempenho da dispersão
Se a forma das partículas de dióxido de titânio e a reflexão da luz são uniformes, afetam diretamente o desempenho de dispersão do dióxido de titânio. Se a superfície das partículas de dióxido de titânio for lisa e a reflexão for uniforme, a dispersibilidade é boa e a tinta branca preparada tem bom brilho e alvura. Pelo contrário, a superfície das partículas é áspera e a reflexão difusa aumenta, o que reduzirá muito o brilho e a fraca dispersão. , Afeta diretamente a brancura e o desempenho de transferência da tinta branca. Por esse motivo, o dióxido de titânio deve ser processado antes de ser usado.
Em resumo, com o rápido desenvolvimento das indústrias de embalagem e publicação e impressão, a demanda do mercado por tintas aumentará dia a dia. Como um pigmento branco muito importante nas tintas, o dióxido de titânio tem muitas propriedades e funções que não podem ser substituídas por nenhum outro material. Portanto, a quantidade de dióxido de titânio usado em tintas aumentará ano a ano e as perspectivas de aplicação no mercado serão muito amplas.
Fonte do artigo: China Powder Network
Aplicação e mercado de dióxido de titânio
O dióxido de titânio é um sólido pulverulento branco obtido do minério de titânio pelo método do ácido sulfúrico ou pelo método de cloração. É considerado um pigmento branco com bom desempenho no mundo. Dióxido de titânio refere-se ao dióxido de titânio cuja superfície foi tratada com produtos inorgânicos ou orgânicos para superar os defeitos de aplicação originais do dióxido de titânio. Tem a melhor opacidade, melhor alvura, brilho, excelente resistência às intempéries, poder de cobertura, dispersibilidade e outro fraco desempenho químico, amplamente utilizado em campos industriais como revestimentos, plásticos, papel, borracha e tinta e alimentos.
O dióxido de titânio é dividido em grau de pigmento e grau de não pigmento de acordo com seu uso. O dióxido de titânio de grau pigmentado é usado principalmente para pigmentos brancos. De acordo com o estado do cristal, ele pode ser dividido em dióxido de titânio anatase (tipo A) e dióxido de titânio rutilo (tipo R). Dentre eles, o dióxido de titânio rutilo apresenta melhor estabilidade química. É usado principalmente para revestimentos externos de alta qualidade, revestimentos leves de látex, papel de alta qualidade e materiais de borracha.
O dióxido de titânio Anatase tem as vantagens de alta alvura, alto índice de refração, grande diferença no índice de refração de polímeros formadores de fibra, não tóxico e inofensivo, baixo custo de produção e fontes de matéria-prima amplas. Pode ser utilizado como aditivo na produção de emaranhados de fibra de algodão.
O dióxido de titânio de grau não pigmentado tem a pureza como objetivo principal. É dividido em grau de esmalte, grau de cerâmica, grau de soldagem elétrica e grau eletrônico. Sua resistência a altas temperaturas e propriedades ópticas desempenham um papel importante.
O método do ácido sulfúrico é o método de produção industrializado de dióxido de titânio mais antigo do mundo. O processo inclui principalmente os seguintes aspectos: pulverização e hidrólise ácida de materiais de minério de titânio, separação e purificação de TiOSO4, hidrólise de TiOSO4 para formar ácido metatitânico insolúvel, lavagem, branqueamento, calcinação e trituração, tratamento de superfície, etc.
Vantagens: O método do ácido sulfúrico pode ser usado para produzir dois tipos de dióxido de titânio rutilo e anatase. A tecnologia de processo é madura, o equipamento é simples, os requisitos de matéria-prima são baixos e o preço é barato e abundante.
Desvantagens: O consumo de matéria-prima é grande, a taxa de utilização é baixa, os subprodutos são grandes, a poluição ambiental é grave e o processo é complicado. Com a inovação contínua da tecnologia, esse método de produção é constantemente eliminado pelas empresas.
O método de cloração é atualmente um método amplamente utilizado para a produção de dióxido de titânio na produção industrial. O surgimento do método de cloração pode não apenas produzir dióxido de titânio de alta qualidade, mas também resolver o problema do longo fluxo do processo do método do ácido sulfúrico, reduzir as emissões dos três resíduos industriais e ser benéfico para a proteção ambiental. Ao mesmo tempo, este método é fácil de realizar a produção automatizada, que está de acordo com os requisitos das empresas modernas. Requisitos de produção.
Aplicação de dióxido de titânio
Revestimentos, fabricação de papel e plásticos são as três principais áreas de aplicação do dióxido de titânio. Outras áreas de aplicação incluem tinta, fibra química, cosméticos, borracha, indústria alimentícia e medicina. O uso de dióxido de titânio para não pigmentos é principalmente nos campos de esmalte, cerâmica, capacitores, hastes de soldagem, catalisadores e no campo de dióxido de nanotitânio que requer propriedades ópticas de dióxido de titânio, mas não requer suas propriedades de cobertura.
- Revestimento
Atualmente, os revestimentos são o maior campo de aplicação do dióxido de titânio. O TiO2 consumido pela indústria de tintas é responsável por 58% a 60% do consumo total de pigmentos de dióxido de titânio. O dióxido de titânio também é o pigmento mais usado na indústria de revestimentos, respondendo por cerca de metade do custo dos corantes de revestimento e de 10% a 25% do custo das matérias-primas de revestimento. Como um tipo de produto químico de material avançado, o revestimento foi muito desenvolvido nos últimos anos e a produção total da indústria atingiu 17,598 milhões de toneladas em 2018.
- Plástico
Os plásticos são atualmente o segundo maior usuário de pigmentos de dióxido de titânio, respondendo por 18% a 20% da demanda total mundial por dióxido de titânio. A quantidade de dióxido de titânio adicionado ao plástico irá variar com suas variedades e aplicações, geralmente entre 0,5% e 5%. Atualmente, a produção anual de produtos plásticos é de mais de 60 milhões de toneladas, e o consumo de dióxido de titânio é de cerca de 600.000 toneladas. O dióxido de titânio tem excelente resistência às intempéries, poder de cobertura, dispersibilidade e outras propriedades físicas e químicas, que atendem e se adaptam amplamente aos requisitos padrão de produção de produtos plásticos industriais para desempenho e qualidade do dióxido de titânio.
- fabricação de papel
A indústria do papel responde por 11% do consumo total de dióxido de titânio. A aplicação do dióxido de titânio na indústria de papel é muito semelhante à da indústria de produção de plásticos. Ambos são usados como pigmentos básicos. Na indústria de papel, o dióxido de titânio também pode ser usado como enchimento. É usado para melhorar as propriedades ópticas do papel para melhorar sua opacidade, incluindo melhorar seu brilho, brancura, suavidade, uniformidade, etc.
Comparação de desempenho de diferentes tipos de dióxido de titânio no campo da fabricação de papel
| Classificação de papel | Rutile | Anatase | Observação |
| Papel decorativo | √ | Elevados requisitos anti-envelhecimento | |
| Papel com alto teor de cinza | √ | O poder de cobertura do dióxido de titânio anatase não atende aos requisitos | |
| Papel com baixo teor de cinza | √ | Boa opacidade necessária | |
| Papel moeda | √ | Boa opacidade necessária |
- Tinta
A qualidade da brancura do dióxido de titânio é garantida, a resistência à água é forte, o poder de cobertura é grande e a resistência às intempéries, resistência ao calor e propriedades químicas são muito estáveis. Na indústria de tintas, o dióxido de titânio é um material de produção necessário. O dióxido de titânio na tinta não só tem a função de melhorar o brilho e a estética, mas também pode melhorar as propriedades da tinta.
- Masterbatch
O masterbatch de cores é desenvolvido nos tempos modernos e é usado em produtos de coloração de plásticos e outros sistemas. Seu princípio é carregar uma quantidade excessiva de pigmento na resina para preparar um composto polimérico para a coloração. Os principais componentes incluem: resina, pigmento, dispersante, etc. O núcleo do desenvolvimento da tecnologia de masterbatch de cores é a compatibilidade de pigmentos, dispersantes e resinas. O objetivo é aumentar o conteúdo de pigmento e o efeito de coloração no masterbatch de cores. O segredo é melhorar a dispersão do pigmento no masterbatch de cores. O dióxido de titânio é amplamente utilizado em indústrias como masterbatch de cores, especialmente em algumas indústrias de masterbatch de cores de ponta, é uma das matérias-primas de coloração necessárias.
- Fibra química
A indústria de fibra química (especialmente anatase) é outro campo de aplicação importante do dióxido de titânio. Uma vez que as moléculas na indústria de fibras químicas estão bem organizadas, a superfície da fibra é lisa, tem um brilho deslumbrante e é translúcida, por isso é necessário adicionar um agente de fosqueamento antes da fiação. O dióxido de titânio é o material de fosqueamento ideal na indústria de fibra sintética.
- Catalisador de desnitração
Catalisador de desnitração geralmente se refere ao catalisador usado no sistema de desnitração SCR de usinas de energia. Na reação SCR, o agente de redução irá reagir seletivamente com os óxidos de nitrogênio no gás de combustão a uma determinada temperatura.
De uma perspectiva global, a capacidade de produção efetiva global de dióxido de titânio é de cerca de 7,2 milhões de toneladas, e CR10 (a empresa com as 10 maiores capacidades de produção efetiva) é responsável por 65%, principalmente na América do Norte, Europa Ocidental e Japão.
Fonte do artigo: China Powder Network
Desempenho do dióxido de titânio e sua função e aplicação em revestimentos
Os pigmentos de dióxido de titânio são divididos em dois tipos: tipo anatase e tipo rutilo. De acordo com a prática internacional, eles são chamados de tipo R e tipo A, respectivamente. O tipo rutilo e o tipo anatase sem pós-tratamento são chamados de tipo RI e tipo AI, respectivamente; o tipo rutilo e o tipo anatase após o pós-tratamento são chamados de tipo R2, R3 e tipo A2, respectivamente. Atualmente, a maioria dos dióxidos de titânio rutilo no mercado pertencem aos tipos R2 e R3, dos quais o tipo R2 representa mais de 70% das vendas. R2 e R3 representam 77% e 22% do dióxido de titânio rutilo para revestimentos, respectivamente.
Desempenho e uso de dióxido de titânio de grau de pigmento
O dióxido de titânio à base de pigmento tem alto índice de refração, forte poder acromático, grande poder de cobertura, boa dispersibilidade, boa brancura, não tóxico, propriedades físicas e químicas estáveis e excelentes propriedades ópticas e elétricas, por isso tem uma ampla gama de utilizações, Tinta, plástico, papel, fibra química, tinta, borracha, cosméticos, etc., todos usam dióxido de titânio com grau de pigmento. Entre eles, a maior quantidade é tintas, respondendo por cerca de 57%. Em particular, o dióxido de titânio rutilo é principalmente consumido pela indústria de revestimento. Com o rápido crescimento da indústria automobilística, da construção e dos revestimentos à base de água da China, a indústria de revestimentos não só precisa de mais dióxido de titânio em quantidade, mas também tem requisitos de qualidade mais elevados e mais variedades.
O índice de refração do dióxido de titânio rutilo é 2,76, e o índice de refração do dióxido de titânio anatase é 2,55. O poder de cobertura é determinado pela diferença entre o índice de refração do pigmento e o índice de refração do meio, e seus valores relativos podem ser calculados de acordo com a fórmula. O coeficiente de reflexão do dióxido de titânio rutilo é 25% a 30% maior do que o do dióxido de titânio anatase, o que significa que se ele produzir o mesmo poder de cobertura que o dióxido de titânio anatase, a quantidade de dióxido de titânio rutilo pode ser reduzida em 25% a 30 %. Além disso, o dióxido de titânio rutilo tem uma estrutura compacta, relativamente estável, baixa atividade fotoquímica, resistência à luz ultravioleta, não é fácil de pulverizar ao ar livre e tem melhor resistência às intempéries e brilho do que o dióxido de titânio anatase. Portanto, é amplamente utilizado em vários revestimentos externos com alta resistência às intempéries para navios de alta qualidade, pontes, automóveis, edifícios, etc., o que representa cerca de 70% dos revestimentos. O dióxido de titânio Anatase é fácil de pulverizar e amarelar, por isso geralmente é usado apenas para revestimentos internos ou primers, a quantidade representa apenas 30% do dióxido de titânio usado em revestimentos.
O papel do dióxido de titânio de grau de pigmento em revestimentos
Os revestimentos são suspensões viscosas compostas de materiais básicos, pigmentos, cargas, solventes e aditivos. É revestido na superfície do objeto para formar uma película de revestimento resistente, que desempenha um papel de decoração e proteção do objeto.
Independentemente dos revestimentos à base de solvente ou à base de água, se o dióxido de titânio for usado, sua função não é apenas cobrir e decorar, mas também melhorar as propriedades físicas e químicas do revestimento, aumentar a estabilidade química e até mesmo melhorar o poder de cobertura, poder de redução de cor e resistência à corrosão., Resistência à luz, resistência às intempéries, aumenta a resistência mecânica e adesão da película de tinta, evita rachaduras, evita a penetração de raios ultravioleta e umidade, retardando assim o envelhecimento e estendendo a vida da película de tinta. Ao mesmo tempo, pode economizar materiais e aumentar as variedades.
Independentemente dos revestimentos à base de solvente ou à base de água, se o dióxido de titânio for usado, sua função não é apenas cobrir e decorar, mas também melhorar as propriedades físicas e químicas do revestimento, aumentar a estabilidade química e até mesmo melhorar o poder de cobertura, poder de redução de cor e resistência à corrosão. , Resistência à luz, resistência às intempéries, aumenta a resistência mecânica e adesão do filme de tinta, evita rachaduras, previne a penetração de raios ultravioleta e umidade, retardando assim o envelhecimento e estendendo a vida do filme de tinta. Ao mesmo tempo, pode economizar materiais e aumentar as variedades.
Dentre os pigmentos, os brancos são os mais utilizados. Tanto tintas brancas quanto tintas de cores claras o utilizam. Portanto, a quantidade de pigmentos brancos usados na produção de tintas é muito maior do que a de outros pigmentos. Os pigmentos brancos comumente usados em revestimentos incluem branco de zinco, litopone, branco de titânio e assim por diante. Como alguns revestimentos de resina sintética têm um alto grau de polimerização, se o branco de zinco for adicionado, o branco de zinco terá uma tendência a engrossar devido à sua alcalinidade e efeito antiácido com a gordura livre no revestimento; se o branco de zinco for adicionado, a resistência às intempéries será fraca. Mas o uso de dióxido de titânio pode melhorar as deficiências acima. Como as partículas de dióxido de titânio são pequenas e uniformes e a estabilidade fotoquímica é alta, em termos de poder de cobertura, o dióxido de titânio rutilo é 7 vezes maior do que o branco de zinco e 5,56 vezes o do litopone, e o dióxido de titânio anatase é 5,57 vezes o do zinco Branco. Lithopone é 4,3 vezes; em termos de poder de descoloração, o dióxido de titânio rutilo é 8,3 vezes o do branco de zinco e 6,25 vezes o do litopone. O dióxido de titânio do tipo anatase é 6,4 vezes o do branco de zinco e 4,8 vezes o do litopone. Vezes. Em termos de efeito de uso, 1t de dióxido de titânio é pelo menos equivalente a 4t de litopone; em termos de vida útil (referindo-se à resistência à escamação externa), o revestimento com branco de titânio como pigmento é 3 vezes maior do que com litopone como pigmento. Portanto, o uso de dióxido de titânio pode reduzir significativamente a quantidade de pigmentos em todo o revestimento, e os revestimentos feitos são de cor brilhante, não são fáceis de amarelar, resistência à luz, resistência ao calor, resistência à abrasão, resistência às intempéries, resistência alcalina, resistência ao enxofre e resistência aos ácidos diluídos. É precisamente porque o branco de titânio tem um desempenho superior do que o branco de zinco e o litopone, que se tornou o melhor pigmento branco indispensável na produção de tintas. A quantidade de dióxido de titânio é responsável por mais de 90% da quantidade total de pigmentos usados em revestimentos e mais de 95% da quantidade total de pigmentos brancos usados em revestimentos. É responsável por 10% a 25% do custo das matérias-primas de revestimento.
Fonte do artigo: China Powder Network