Диоксид титана в краске: химические свойства, формула
Диоксид титана (химическая формула – TiO2) из-за нескольких своих действительно полезных свойств и применений имеет много других названий: белила титановые, титановый ангидрид, пищевая добавка Е-171. Сам по себе он представляет бесцветное твёрдое кристаллическое вещество. Его свойства, а именно нетоксичность, способность рассеивать свет, атмосферостойкость, инертность и, главное, доступность позволили этому веществу получить широкое применение на производстве и в различных отраслях промышленности. Диоксид титана, как добавка, присутствует в кремах для загара, сухом молоке, бумаге, кукурузных хлопьях. Им даже отбеливаются светлые части крабовых палочек.
Несмотря на бесцветность, хорошо очищенная двуокись титана является эффективным и качественным белым пигментом. Это и предопределило его основное применение. В лакокрасочной промышленности диоксид титана является основным белым пигментом, улучшающим свойства покрытия.
Диоксид титана отличает его высокая устойчивость к различным соединениям, нерастворимость в воде и разбавленных кислотах. Титановые белила также неплохо справляются в качестве вспомогательного элемента при получении гаммы цветов. Тут действует основное правило: чем больше титанового ангидрида в краске, тем она белее. TiO2 почти не поглощает света из видимой человеческому глазу части цветового спектра. Говорят, что двуокись титана обладает хорошей укрывистостью. Это значит, что показатель в граммах краски, необходимой, чтоб спрятать цвет основой поверхности площадью в 1м2, очень низок.
Ещё не так давно в красках в качестве основных отбеливателей использовались два других материала: мел и мраморный кальцит. С приходом в лакокрасочную сферу диоксида титана они также никуда не делись. Этот белый пигмент не смог вытеснить их из обихода. Всё дело в цене: всё-таки мел и мраморный кальцит стоят дешевле. Таким образом, лакокрасочная промышленность смогла расширить линейку предлагаемых красок: дешёвые белила и краски в своей основе содержат мел и мраморный кальцит, краски подороже используют диоксид титана, а середину занимает смесь этих трёх компонентов.
Однако, этим замены не ограничиваются: в химических справочниках можно найти рекомендации по замене титановых белил на тальк и оксиды алюминия. Впрочем, здесь всё зависит от назначения и экономических факторов.
Диоксид титана KR-1001
Область применения белого пигмента диоксида титана TiO2:- ЛКМ, лаки, эмали, а также краски и покрытия на их основе
- Цемент содержащие системы: придание белого цвета изделиям на сером портландцементе, катализатор при вводе иных цветных пигментов, увеличение конечной прочности изделий за счет вступления в реакцию белого пигмента диоксида титана с компонентами цементного теста
- Резиновые изделия: получение белой резины, наполнитель
- Лесопромышленность: предохранение древесины от вредной для древесины солнечной радиации
- Белый пигмент диоксид титана применяется в пластиках, в том числе ПВХ для обеспечения высокой белизны и интенсивности цвета, защита от старения и пожелтения материала, для улучшения сопротивляемости пластика к вредным воздействиям
- Бумага и картон: как прямое средство для отбеливания и улучшения укрывистости бумажной пульпы, так и при производстве покрывающих бумагу средств
- Косметика: для придания высокого отбеливающего и укрывистостного заглушающего эффекта зубной пасте, мылу, для защиты от ультрафиолетовой радиации в солнцезащитных кремах
- Пищевая промышленность: для придания белизны продуктам путем ввода белого пигмента диоксид титана (крабовые плаочки, сгущеное молоко и т.
д.) - Печатная краска: для повышения стойкости покрытий к атмосферным воздействиям
- Катализатор: белый пигмент диоксид титана TiO2 может быть использован как катализатор, фотокатализатор и как инертный базовый керамический материал для активных компонентов
д.)| TiO2, % масс, не менее | 95 |
| Массовое содержание рутильной формы, % не менее | 98 |
| Остаток на сите с сеткой 0045, % масс, не более | 0,08 |
| рН водной суспензии | 6,5 — 8,5 |
| Разбеливающая способность, у.е. | 1500 |
| Укрывистость, г/м2 | 24 — 26 |
| Диспергируемость, мкм | 11 — 13 |
| Маслоемкость, г/100г пигмента | 28 |
| Истинная плотность, г/см3 | 4,5 |
Белизна, у. е. | 97 |
- Упаковка: бумажный мешок с п/э вкладышем- 25 кг
- Доступен к перевозке: ж/д, авто, морским трнспортом
Заполните обязательные поля *.
Технологии получения диоксида титана | TiO2
В зависимости от специфики строения кристаллической решетки диоксид титана в природе встречается в нескольких модификациях: кубическая сингония (рутил), тетрагональная сингония (анатаз) и реже – ромбическая сингония (брукит). При добывании в основном получают модификации анатаз и рутил двумя методами: сульфатным или хлоридным.
Чаще всего исходным материалом для получения диоксида титана сульфатным методом служит ильменит – природная смесь различных оксидов, в основном четырехвалентного титана и трехвалентного ферума.
При хлоридном методе исходным сырьем является хлоридная соль четырехвалентного металлического титана. Эти два метода позволяют добывать пигмент диоксид титана обеих модификаций.
Хлоридный метод проще сульфатного. Существуют три разновидности хлоридного метода получения диоксида. Соль титана гидролизируют в воде, а затем нерастворимый осадок гидроксида титана подвергают термическому воздействию для получения оксида титана. Можно проводить реакцию гидролиза при помощи водного пара и пара тетрахлоридной соли титана при температуре не ниже 1000 градусов, при этом диоксид приобретает свойства пигмента. Третий способ состоит в сжигании хлорида титана в кислородной атмосфере.
При сжигании необходимо поддерживать температуру на постоянном уровне с целью получения частиц одинакового размера, а также регулировать период времени, на протяжении которого образовавшиеся частицы пребывают под термическим воздействием. Именно условия сгорания и определяют структурную модификацию получаемого диоксида титана.
Часто таким методом получают продукт, непригодный для производства лакокрасочных товаров, поскольку он содержит больше, чем 0,5% хлора. Недостатком производства пигментов диоксида титана является невозможность повторно использовать отделяющуюся при гидролизе титановой соли хлоридную кислоту, которая отделяется при гидролизе титановой соли.
Сульфатный метод представляет собой длинную цепь последовательных операций. На первой стадии породу размалывают и сушат, затем проводят реакцию с концентрированной сульфатной кислотой, после чего полученный титанилсульфат восстанавливают и осветляют. Таким образом, трехвалентный ферум восстанавливается до двухвалентного. После этого полученный раствор подвергают фильтрации, центрифугированию и кристаллизации в вакууме, затем выпаривают лишнюю влагу до необходимой концентрации титанилсульфатного раствора. При помощи центрифугирования от раствора отделяют железный купорос.
Далее следует гидролиз, то есть реакция с водой, в ходе которой получается гидрат двуокиси титана.
Сегодня также известна технология получения диоксида титана из титаносодержащего кремниевого минерала сфена.
Двуокись Титана 501.
Марка BLR-699 рутильный пигмент произведенный сульфатным методом компанией BILLIONS — Китай. Поверхность пигмента обработана неорганическими и органическими соединениями. Пигмент многоцелевого назначения.
Применение
— При производстве высококачественных покрытий для наружных работ
— При производстве покрытий, эксплуатируемых в агрессивных средах
— При производстве порошковых покрытий
— При производстве печатных чернил на органической основе
— Пластики
— Бумажная промышленность
Фасовка: 25 кг
Технические характеристики
TiO2 содержание % | min. |
Классификация | R2 (ISO 591) |
Рутил содержание % | min. 97,0 |
Потери при нагревании 105 С % | max. 0,7 |
Маслоемкость g/100 g | max. 21 |
Насыпной объем g / cm3 | 4,1 |
Удельное сопротивление (Ω /cm) | min. 10000 |
pH | 6 – 8,5 |
Остаток на сите (45 μm ) % | max. |
Разбеливающая способность | min. 1850 |
dL* | > -0.3 |
dSb* | < 0,5 |
94,0
0,03
Название |
Область применения |
Файлы |
| Диоксид титана KRONOS® 1002 | Для разнообразных целей применения | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 1071 | Полиакрилонитрильные, вискозные и ацетатные волокна. УФ-отверждаемые печатные краски. Печатные краски для кожи | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 1171 | Окрашивание пищевых продуктов, косметических и фармацевтических средств, табачных изделий и др. |
Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2044 | Специальный пигмент для высоконаполненных систем | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2047 | Специальный пигмент для высоконаполненных систем | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2090 | Для получения хороших оптических характеристик при хороших технологических свойствах | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2101 | Для разнообразных целей применения | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2190 | Для лакокрасочных материалов с прекрасной укрывистостью и высоким блеском | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2211 | Универсальный белый пигмент для полимеров | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2220 | Для полимерных материалов, требующих максимальной атмосферостойкости и очень хороших оптических свойств | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2222 | Для полимерных материалов, требующих максимальной атмосферостойкости и отличных оптических свойств | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2300 | Пигмент для разнообразных областей применения с отличным спектром характеристик | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2310 | Для получения прекрасных оптических свойств и очень высокой атмосферостойкости покрытий | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2360 | Для покрытий, выполняющих наивысшие требования к атмосферостойкости | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2500 | Для высокопигментированных суперконцентратов и тонких пленок с очень высокой температурой переработки | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2800 | Декоративная бумага для ДВП различной плотности декоративная плёнка. Бумага-основа для декоративной печати. |
Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 2900 | Для разнообразных целей применения | Скачать |
| Диоксид титана KRONOS® 3025 | Крупнозернистый рутил без пигментных свойств | Скачать |
Пигмент диоксида титана (TiO2) для красок, покрытий и чернил
TAGS : Пигмент диоксида титана
Диоксид титана (TiO 2 ) представляет собой белый пигмент, используемый для придания белизны и укрывистости , также называемой непрозрачностью , покрытиям, чернилам и пластмассам. Причина этого двоякая:
- TiO 2 частиц правильного размера рассеивают видимый свет с длиной волны λ ≈ 380-700 нм , так как TiO 2 имеет высокий показатель преломления
- Белый, потому что не поглощает видимый свет
Пигмент стоит дорого, особенно при использовании объема систем.
Большинство компаний по производству красок и чернил покупают сырье по весу и продают свою продукцию по объему. Поскольку TiO 2 имеет относительно высокую плотность, ρ ≈ 4 г / см 3 , сырье вносит существенный вклад в объемную цену системы.Давайте узнаем больше об этом пигменте, начиная с его рассеивающей способности …
Рассеяние твердыми частицами
Показатель преломления материала, представленный буквой n , описывает, как свет распространяется через этот материал и отклоняется от него.Величина показателя преломления, в зависимости от электронной структуры молекул, определяет, в какой степени изменяется путь света при входе в материал или выходе из него.
Частицы в матрице, такие как частицы пигмента, окруженные системой связующего в покрытии, краске или пластике, могут изменять направление распространения света, когда частицы и матрица имеют разные показатели преломления. Это явление, называемое рассеянием , приводит как к белому цвету (при условии, что частицы не поглощают видимый свет), так и к укрывистости системы.
Рассеяние света частицами в матрице
Эффективность рассеяния
Эффективность рассеяния частиц пигмента в системе определяется двумя ключевыми свойствами.
- Рассеяние является сильным, когда разница в показателе преломления частицы и матрицы Δn = n p — n m , большая
Показатель преломления связующих веществ, используемых в покрытиях и чернилах, составляет около 1,55. Диоксид титана предпочтительно использовать в качестве источника рассеяния, поскольку пигмент не поглощает видимый свет и имеет высокий показатель преломления. - Размер рассеивающих частиц имеет значение
Для конкретной длины волны света λ существует оптимум в отношении размера частиц. Частицы дают максимальную эффективность рассеяния, когда диаметр частиц составляет примерно половину длины волны рассеиваемого электромагнитного излучения. Это означает, что частицы диаметром около 280 нм наиболее эффективно рассеивают видимый свет с длиной волны λ ≈ 380-700 нм.
Эффективность рассеяния частиц TiO 2
Это означает, что частицы диаметром около 280 нм наиболее эффективно рассеивают видимый свет с длиной волны λ ≈ 380-700 нм.Продолжайте читать, чтобы углубить свои знания о пигменте TiO 2 , или просто щелкните конкретный сегмент, который вы хотите изучить подробнее:
Объемная концентрация пигмента
Свойства системы, такие как покрытие, регулируются, среди прочего, загрузкой системы твердыми частицами. Количество частиц определяется по свойству Объемная концентрация пигмента (PVC). ПВХ системы определяется как объемный процент твердых частиц в системе после образования пленки:
Vp: Общий объем всех пигментов в системе
Vf: Общий объем всех наполнителей в системе
Vb: Объем нелетучей части связующих в системе
Определение подразумевает, что ПВХ системы рассчитывается путем исключения летучих компонентов, таких как вода и растворители.Следует использовать объемы нелетучих компонентов, подразумевая, что веса должны быть переведены в объемы с использованием плотности каждого из компонентов.
Система с высоким содержанием ПВХ имеет высокую загрузку твердых частиц, а система с низким содержанием ПВХ содержит небольшое количество твердых частиц, как показано на рисунке ниже:
Низкая и высокая объемная концентрация пигмента
Частицы TiO 2 должны быть отделены друг от друга и равномерно распределены по системе, чтобы получить оптимальное рассеяние каждой первичной частицы диоксида титана.
Частицы пигмента препятствуют друг другу в рассеянии, когда частицы находятся близко друг к другу. ПВХ системы, особенно ПВХ в TiO 2 , важен с точки зрения эффективности рассеяния частиц TiO 2 . Расстояние между частицами диоксида титана уменьшается, когда ПВХ в TiO 2 увеличивается.
Эффективность рассеяния TiO 2 как функция ПВХ в TiO 2
При ПВХ в TiO 2 около 15% расстояние между частицами пигмента становится настолько маленьким, что частицы начинают мешать друг другу.
Эффективность рассеяния каждой частицы пигмента становится все хуже и хуже, когда ПВХ в диоксиде титана увеличивается от 15 до 30%.
Когда ПВХ в TiO 2 превышает примерно 30 об.%, Частицы мешают настолько сильно, что рассеивающая способность снижается на при добавлении большего количества частиц TiO 2 . Это означает, что:
Добавление диоксида титана в краску в большом количестве ухудшает как укрывистость, так и прочность белого цвета
при повышении содержания ПВХ в TiO 2 более чем на 30%!
Что касается состава системы, содержащей пигмент диоксида титана, который должен придавать белизну и укрывистость из-за рассеяния, ПВХ в TiO 2 не должен превышать пороговое значение 30 об.%.Общее количество ПВХ в системе с учетом всех твердых частиц может быть (намного) выше 30%, если ПВХ в TiO 2 ниже 30%.
Способы оптимизации использования диоксида титана в лакокрасочной промышленности
№1.
Оптимизация процесса диспергирования Каждую первичную частицу TiO 2 необходимо использовать с максимальной эффективностью. Пигмент TiO 2 рассеивает свет наиболее эффективно, когда все частицы отделены от каждой и распределены по системе.Процесс диспергирования: разделение и стабилизация твердых частиц в жидкости
Проблема в том, что твердые частицы сильно притягиваются друг к другу. Это имеет два значения:
- Необходимо проделать большую работу, чтобы отделить частицы друг от друга во время процесса диспергирования. Разделение выполняется с использованием оборудования для диспергирования с высокой энергией, например:
- Дисковый диспергатор (часто называемый диссольвером) или
- Жемчужная мельница
Сдвиговые силы в установке для растворения слишком малы, чтобы отделить все частицы первичного пигмента друг от друга.Более полное разделение достигается при использовании жемчужной мельницы. - Частицы должны быть стабилизированы против флокуляции . То есть самопроизвольное склеивание твердых частиц в жидкости, вызванное силами притяжения между частицами. Стабилизация против флокуляции достигается путем адсорбции стабилизатора, называемого диспергатором , на поверхности твердых частиц сразу после того, как частицы были отделены друг от друга.
Диспергатор обеспечивает отталкивание частиц друг от друга. Таким образом, частицы остаются отделенными друг от друга. Для этого можно использовать два механизма:
- Электростатическая стабилизация : Это происходит, когда все частицы имеют одинаковый электростатический заряд.
- Стерическая стабилизация : Полимерные хвосты, входящие в состав молекул диспергатора, растворяются в жидкой непрерывной фазе, окружающей частицы.
Оборудование для диспергирования, используемое для отделения твердых частиц друг от друга
№ 2.Распределите частицы
Эффективность рассеивания дорогостоящего пигмента диоксида титана максимальна, когда все первичные частицы отделены друг от друга, стабилизированы против флокуляции и распределены по всей системе. Расстояние между отдельными частицами пигмента должно быть как можно большим. Говорят, что частицы пигмента должны располагаться в системе на некотором расстоянии.
Расстояние и скученность TiO 2
Расстояние может быть получено, когда частицы TiO 2 объединены с частицами наполнителя сопоставимого размера.Частицы наполнителя не рассеивают свет, но препятствуют взаимодействию частиц диоксида титана. Crowding , нежелательная группировка частиц TiO 2 , возникает, когда пигмент комбинируется с частицами наполнителя, которые являются большими по сравнению с частицами TiO 2 .
Оптимальная белизна и укрывистость пигмента на основе диоксида титана может быть получена путем комбинирования пигмента
с правильной дозировкой частиц наполнителя нужного размера.
Профессионалы в области пигментов — будьте бдительны!
Сократите расходы! Используйте меньше диоксида титана в краске для достижения той же производительности с непредвзятым обзором лучших сегодняшних стратегий сокращения.Пройдите онлайн-курс: TiO 2 Оптимизация: практические стратегии составления сегодня, чтобы узнать, как достичь наилучшего соотношения цена / производительность при работе с TiO 2 .
Кристаллические структуры диоксида титана
Частицы диоксида титана кристаллические. Отдельные химические единицы диоксида титана, TiO 2 , можно сложить несколькими способами, давая различные кристаллические структуры. В основном для пигментов используются две кристаллические структуры диоксида титана: анатаз и рутил .
Ключевые свойства основного TiO 2 Кристаллические структуры
Две кристаллические структуры имеют идентичный химический состав, но пространственная ориентация единиц TiO 2 в кристаллической решетке различается.
Из-за этой разницы два материала немного отличаются по свойствам, таким как плотность, твердость по шкале Мооса и показатель преломления.
Плотность диоксида титана в краске зависит от типа и количества последующей обработки . Анатаз TiO 2 имеет более низкую твердость, чем рутил, что означает, что частицы анатаза менее абразивны и, следовательно, вызывают меньший износ оборудования.Это полезно для некоторых приложений. Рутиловый диоксид титана имеет самую высокую эффективность рассеяния, поскольку рутил TiO 2 имеет более высокий показатель преломления, чем анатаз.
Фотоактивность TiO
2Частицы диоксида титана практически не поглощают видимый свет. Однако частицы TiO 2 действительно поглощают УФ-излучение, например, солнечного света.
Спектр поглощения TiO 2
Химические реакции происходят на поверхности частицы TiO 2 , когда поглощается УФ-свет.
Говорят, что диоксид титана светочувствителен. Радикалы, химические вещества с высокой реакционной способностью, образуются, когда УФ-излучение поглощается поверхностью частицы диоксида титана. Радикалы могут вызывать химические реакции, в которых полимеры в системе разрушаются. Это явление крайне нежелательно, так как под воздействием солнечного света система выходит из строя. Говорят, что такая система имеет плохую стойкость к атмосферным воздействиям или ее плохую долговечность на открытом воздухе.
Последующая обработка
Фотокаталитическая деградация системы, содержащей пигмент диоксида титана, предотвращается последующей обработкой частиц пигмента.Таким образом, фотоактивное ядро TiO 2 каждой частицы пигмента защищено и предотвращается фотохимическое разрушение связующей системы радикалами.
Последующая обработка первичной частицы пигмента
Глинозем (Al 2 O 3 ), диоксид кремния (SiO 2 ) и диоксид циркония (ZrO 2 ) являются основными неорганическими элементами последующей обработки, используемыми для пигментов из диоксида титана.
Количество и качество последующей обработки определяют, насколько пригоден пигмент для систем, таких как покрытия, чернила и пластмассы, которые подвергаются воздействию солнечного света.
В зависимости от последующей обработки поверхность частиц TiO 2 может быть плотной или пористой. Помимо неорганической последующей обработки, на заключительных этапах процесса производства пигмента диоксида титана используется низкий процент органического материала. Основная цель органической последующей обработки, часто состоящей из спиртов, — улучшить диспергируемость пигмента. Эффективная органическая дополнительная обработка гарантирует, что в процессе диспергирования легче отделить первичные частицы друг от друга.
Производство TiO
2 ПигментДля производства пигмента TiO 2 используется несколько процессов.
- Рутил TiO 2 встречается в природе. Это связано с тем, что кристаллическая структура рутила является термодинамически стабильной формой диоксида титана. В химических процессах природный TiO 2 может быть очищен с получением синтетического TiO 2 .
- TiO 2 Пигмент может быть получен из руд, богатых титаном, которые добываются из земли.Для производства пигментов TiO 2 как рутила, так и анатаза используются два химических пути.
- В сульфатном процессе богатая титаном руда реагирует с серной кислотой, давая TiOSO 4 . Чистый TiO 2 получают из TiOSO 4 в несколько этапов, проходя через TiO (OH) 2 . В зависимости от химического состава и выбранного маршрута производят диоксид титана с рутилом или анатазом.
- В процессе хлорида сырой богатый титаном исходный материал очищают путем превращения титана в тетрахлорид титана (TiCl 4 ) с использованием газообразного хлора (Cl 2 ).Затем тетрахлорид титана окисляют при высокой температуре, получая чистый диоксид титана с рутилом. Анатаз TiO 2 не производится хлоридным способом.
В обоих процессах размер частиц пигмента, а также последующая обработка регулируются путем точной настройки последних этапов химического пути.
В химических процессах природный TiO 2 может быть очищен с получением синтетического TiO 2 .
Анатаз TiO 2 не производится хлоридным способом.Выбор правильного типа красочного пигмента Диоксид титана
При выборе пигмента TiO 2 следует учитывать свойства и поведение диоксида титана, как обсуждалось выше.
- Следует выбрать пигмент с правильной кристаллической структурой. Рутил TiO 2 наиболее эффективно рассеивает видимый свет из-за высокого показателя преломления: n рутил = 2,75.
- Частицы должны быть подходящего размера. Средний диаметр первичных частиц, называемый d-50, должен составлять около 280 нм для оптимального рассеяния видимого света.
- Количество и состав неорганической дополнительной обработки следует выбирать правильно в зависимости от области применения.Тип и количество последующей обработки пигмента определяют степень фотоактивности. Для наружных прочных покрытий, например, следует использовать рутиловые марки TiO 2 с высоким содержанием глинозема (Al 2 O 3 ), кремнезема (SiO 2 ) и / или диоксида циркония (ZrO 2 ). использовал.
Для наружных прочных покрытий, например, следует использовать рутиловые марки TiO 2 с высоким содержанием глинозема (Al 2 O 3 ), кремнезема (SiO 2 ) и / или диоксида циркония (ZrO 2 ). использовал.Эти три критерия выбора можно легко проверить , поскольку в целом кристаллическая структура, средний размер частиц, а также тип и количество неорганической дополнительной обработки можно найти в технической документации, предоставленной производителем пигмента.
Есть несколько моментов, которые труднее проверить . В Гранулометрический состав (PSD) пигмента, например, должен быть узким с максимумом при d ≈ 280 нм.
Кроме того, пигмент должен содержать небольшое количество агрегатов, первичных частиц, склеенных или сплавленных вместе настолько прочно, что они не будут разделены при использовании обычного оборудования для диспергирования, такого как диссольвер или бисерная мельница.
Первичные частицы должны легко отделяться. В технической документации это часто называют легко диспергируемым.Как степень агрегации, так и диспергируемость регулируются производственным процессом поставщика диоксида титана.
Анатаз TiO 2 имеет тот недостаток, что рассеивает видимый свет менее эффективно, чем рутиловый TiO 2 . С другой стороны, частицы анатаза имеют более низкую твердость по шкале Мооса, чем частицы рутила, что означает, что анатаз обеспечивает меньшее истирание оборудования.
Часто пигменты из диоксида титана, полученные с помощью сульфатного процесса, имеют тенденцию быть немного более желтыми, чем пигменты, полученные с помощью хлоридного процесса.На практике эта небольшая разница в цвете практически не заметна в полных системах.
TiO
2 НаночастицыВ большинстве систем в лакокрасочной промышленности диоксид титана используется в качестве белого пигмента, обеспечивающего высокую интенсивность белого цвета, а также укрывистость, называемую непрозрачностью.
Оптические свойства непрозрачных и наноразмерных частиц TiO 2
TiO 2 эффективно поглощает УФ-излучение, особенно когда частицы пигмента маленькие.Мелкие частицы имеют большую удельную поверхность и поэтому эффективно поглощают излучение. Наноразмерные пигменты на основе диоксида титана (nano-TiO 2 ) с последующей обработкой, с кристаллической структурой рутила и диаметром частиц около 10 нм, используются в качестве поглотителей УФ-излучения в различных системах, от покрытий до кремов для загара. Покрытие, содержащее нано-TiO 2 , является прозрачным, поскольку частицы практически не рассеивают видимый свет.
Однако в большинстве покрытий УФ-защита обеспечивается за счет использования органических добавок, таких как поглотители УФ-излучения в сочетании с поглотителями радикалов.
Заменитель диоксида титана в краске
Диоксид титана в лакокрасочной промышленности можно комбинировать с другими материалами, рассеивающими видимый свет, для получения дополнительной эффективности рассеяния.
Предварительным условием для такого материала является то, что он имеет показатель преломления, который существенно отличается от показателя преломления связующей системы, окружающей частицы. Предпочтительно, чтобы в системе можно было распределить материал в виде частиц диаметром около 300 нм. Частица воздуха в матрице связующего
Оказывается, есть только один реальный практический вариант: использование воздуха с показателем преломления n = 1.00. Частицы воздуха в системе не поглощают видимый свет и придают как белый цвет, так и укрывистость. Кроме того, стабильные частицы воздуха нужного размера могут действовать как эффективные прокладки для частиц TiO 2 .
| Частица ↔ Матрица | Δ n |
| Рутил TiO 2 ↔ Матрица | 1,20 |
| Воздух ↔ Матрица | 0,55 |
Частицы воздуха не рассеивают видимый свет так же эффективно, как частицы TiO 2 , даже если воздух хорошо распределен в матрице в виде частиц с оптимальным диаметром.
Причина в том, что разница в показателях преломления TiO 2 и матрицы связующего больше, чем разница в показателях преломления воздуха и матрицы связки.Есть несколько способов ввести частицы воздуха в покрытие.
- Подход, который часто используется, заключается в загрузке системы таким большим количеством твердых частиц, что в системе недостаточно связующего, чтобы покрыть все твердые частицы и заполнить пространство между твердыми частицами. Затем во время образования пленки при испарении воды и / или растворителя из системы образуются воздушные пустоты.
- Другой вариант — использовать наполнители с пузырьками воздуха, заключенными в частицы. Каолин, подвергнутый мгновенному кальцинированию, представляет собой наполнитель, обработанный нагреванием таким образом, что в каждой твердой частице образуются закрытые поры.
- Подход, используемый для обеспечения того, чтобы в систему вводились стабильные частицы воздуха нужного размера, заключается в использовании полого полимерного наполнителя. После образования пленки частицы наполнителя представляют собой воздушную сердцевину в полимерной оболочке. Размер всей частицы, а также толщина оболочки каждой частицы таковы, что воздух внутри частиц дает оптимальное светорассеяние.Кроме того, полые частицы наполнителя нужного размера определяют расстояние между частицами пигмента.
После образования пленки частицы наполнителя представляют собой воздушную сердцевину в полимерной оболочке. Размер всей частицы, а также толщина оболочки каждой частицы таковы, что воздух внутри частиц дает оптимальное светорассеяние.Кроме того, полые частицы наполнителя нужного размера определяют расстояние между частицами пигмента.Полые полимерные частицы в связующей матрице
Используйте концепции на практике
Практика показывает, что часто можно сэкономить много денег, если использовать пигмент диоксида титана для придания белизны и укрывистости покрытию, в частности:
- Улучшение процесса разделения и / или
- Изменение типа или количества диспергента
Стоит приложить усилия, чтобы изучить вашу систему и попытаться выяснить, являются ли первичные частицы TiO 2 в вашей системе:
- Отделенные друг от друга
- достаточно стабилизирован против флокуляции, а
- Распределительная скважина
Следующим возможным шагом может быть изучение того, доступны ли какие-либо варианты для введения или улучшения расстояния между частицами TiO 2 в вашей системе.
Коммерчески доступные марки диоксида титана для красок и покрытий
Почему диоксид титана (TiO2) используется в красках?
Что такое диоксид титанаДиоксид титана — это синтетический белый пигмент с высокой укрывистостью, нетоксичный, стойкий и пригодный для использования во всех средах.
Пигмент диоксида титана представляет собой мелкий белый порошок. При использовании в красках обеспечивает максимальную белизну и непрозрачность.Это дает краске высокую укрывистость, то есть способность маскировать или скрывать субстрат под ней. Он делает это более эффективно, чем любой другой белый пигмент. Сегодня пигмент диоксида титана является самым важным материалом, используемым в лакокрасочной промышленности для обеспечения белизны и непрозрачности. Эти уникальные свойства обусловлены показателем преломления диоксида титана. Показатель преломления выражает способность изгибать и рассеивать свет. Диоксид титана имеет самый высокий показатель преломления из всех известных человечеству материалов, даже больше, чем у алмаза.
Чтобы воспользоваться этим свойством, диоксид титана необходимо добыть, очистить и измельчить до мелких однородных частиц.
Белые пигменты из диоксида титана — это разработки 20-го века, и из-за их высокой укрывистости, низкой токсичности и разумной стоимости они затмили другие традиционные белые пигменты.
Диоксид титана — рутиловый пигмент, который:
- Придает максимальную яркость и нейтральный оттенок белым покрытиям,
- Обеспечивает блестящие чистые оттенки,
- Легко диспергируется и отвечает всем требованиям современных методов производства,
- Обладает очень высокой укрывистостью и, следовательно, экономичен в использовании,
- Позволяет производить глянцевые покрытия с низкой матовостью, а —
- Подходит для всех масляных, сольвентных и водных красок и покрытий для наружного применения.
Почему в краске используется диоксид титана?
Диоксид титана (TiO2) и другие белые пигменты делают пленки краски непрозрачными за счет диффузного отражения света.
Это отражение происходит из-за того, что белый пигмент рассеивает или искривляет свет. Если в пленке краски достаточно белого пигмента, почти весь видимый свет, падающий на нее (за исключением очень небольшого количества, поглощаемого пигментом), будет отражаться, и пленка будет непрозрачной, белой и яркой. Первичный контроль непрозрачности и яркости пленок белой краски зависит от рассеяния света.Рассеяние света означает искривление света, а в покрытиях свет может искривляться за счет отражения от поверхности, преломления и дифракции.
Esaar International — ведущий поставщик диоксида титана в Индии, а также экспортер диоксида титана. Найдите наши TDS TiO2 здесь: Нажмите здесь
Пигментов сквозь века — Обзор
Краткое описание титанового белила:
Самый сильный, самый яркий белый цвет, доступный художникам за всю историю искусства.Превосходная укрывистость и вдвое большая непрозрачность по сравнению с чистым свинцовым белилом.
Его химическая стабильность также превосходна. Пигменты из натуральной руды — рутил (диоксид титана), и производство его в качестве пигмента представляло трудности, и только в 1921 году американские и норвежские компании начали развивать свое производство для окраски. Сегодня большая часть руды поступает из Норвегии. Существует много промышленных сортов титанового белого пигмента, ни один из которых не используется в чистом виде для масляных красок художников.Это действительно универсальный белый масляный краситель.
В масле при высыхании образует губчатую пленку, совершенно непригодную для художественных целей. По этой причине диоксид титана всегда смешивают с одним или несколькими другими белыми пигментами или инертным пигментом, чтобы получить подходящий масляный краситель для художников. Поскольку диоксид титана сам по себе высыхает до губчатой пленки, а оксид цинка высыхает до хрупкой пленки, они объединяются в сбалансированную смесь для получения лучшего качества профессиональных титановых белей.
В некоторых марках, где в смеси преобладает оксид цинка, цвет называют титано-цинковой белизной.Известно, что более дешевые марки бюджетных красок используют смесь диоксида титана с баритами или другими инертными пигментами. Использование этих типов белого на самом деле является ложной экономией, потому что им не хватает как яркости, так и силы окрашивания, как у цветов профессионального уровня.
Названия для титанового белого цвета:
| Происхождение слова: | Название «Титановый белый» происходит от латинского Titan = старший брат Кроноса и предок Титанов, от греческого tito = день, солнце. | ||||||
| Неанглийские имена: |
| ||||||
| Происхождение: | искусственный | ||||||
| Химическое название: | Диоксид титана |
Пример использования художниками:
Титановый белок не глотать!
Диоксид титана широко используется в виде порошка в качестве пигмента для придания белизны и непрозрачности таким продуктам, как краски и покрытия, а также пластмассы, бумага, чернила, продукты питания и косметика, включая большинство зубных паст.
Другое применение — глушитель для керамики. Белизна или непрозрачность придают прозрачным и бесцветным стеклокерамическим покрытиям добавление фазы (глушителя), которая диспергируется в виде дискретных частиц для рассеивания и отражения части падающего света. Частицы выбираются из оксидов с высоким показателем преломления. Самый древний из когда-либо использовавшихся оксидов — касситерит (SnO2). Сегодня широко используется рутил (TiO2, титановая белила). Действительно, титановый белила не подвержены воздействию тепла, поэтому его обычно используют в глазури и эмали для керамики, которые требуют высокой температуры обжига.В 19 веке соединения титана использовались для фарфоровых глазурей и кристаллитов TiO2, образовавшихся во время обжига, создавая непрозрачность;
Пигментов сквозь века — История
История белого диоксида титана:
Titanium White — это действительно белый цвет 20-го века. Хотя титановый пигмент, диоксид титана, был открыт в 1821 году, только в 1916 году современные технологии достигли точки, при которой его можно было производить массово.
Впервые коммерчески производимые в Норвегии для промышленных целей, американский производитель только в 1921 году представил титановый белый масляный краситель, пригодный для художественных целей. Существует множество промышленных сортов титанового белого пигмента, ни один из которых не используется в чистом виде для масляных красок художников.
Массив титановой белила не является ни теплым, ни холодным, и в этом отношении он находится где-то между свинцовым белилом и цинковым белилом. Он имеет более высокую силу окраски, чем любой другой белый, и время высыхания медленнее, чем у свинцового белила, но быстрее, чем у цинкового белила.Это действительно универсальный белый масляный краситель.
В масле сохнет до губчатой пленки, совершенно непригодной для художественных целей. По этой причине диоксид титана всегда смешивают с одним или несколькими другими белыми пигментами или инертным пигментом, чтобы получить подходящий масляный краситель для художников. Поскольку диоксид титана сам по себе высыхает до губчатой пленки, а оксид цинка высыхает до хрупкой пленки, они объединяются в сбалансированную смесь для получения лучшего качества профессиональных титановых белей.
В некоторых марках, где в смеси преобладает оксид цинка, цвет называют титано-цинковой белизной.Известно, что более дешевые марки бюджетных красок используют смесь диоксида титана с баритами или другими инертными пигментами. Использование этих типов белого на самом деле является ложной экономией, потому что им не хватает как яркости, так и силы окрашивания, как у цветов профессионального уровня.
В 1916 году Titanium Pigment Corporation из Ниагарского водопада, Нью-Йорк, и Titan Co. AS, Норвегия одновременно начали коммерческое производство этого нового белого пигмента.Затем основными белыми пигментами, используемыми в красках, были белый свинец, цинк-белила и литопон. | |
Это рабочие компании Titan, начало 20 века. | |
Сегодня диоксид титана является основным пигментом в мире, обеспечивающим белизну, яркость и непрозрачность. Этот завод в Фредрикстаде, Норвегия, принадлежит компании Kronos. |
Когда использовались белые диоксиды титана?
| Дискавери | Б / у до |
|---|---|
| 1913 | продолжает использоваться |
Диоксид титана — Венатор
Самый широко используемый в мире белый пигмент — естественный непрозрачный минерал с высоким показателем преломления, который идеально подходит для всех видов повседневного применения.
Серый
Белые пигменты для всех целей
Диоксид титана (TiO 2 ) — наиболее широко используемый белый пигмент в мире. Это основа нашего ассортимента, и мы гордимся тем, что являемся лидером в этом узкоспециализированном секторе.
Титан — 9-й элемент по распространенности в мире, а диоксид титана — это оксид металла, который в природе встречается в двух основных формах: рутил и анатаз.
Затем он обрабатывается, чтобы удалить любые загрязнения, создавая невероятно полезный, многоцелевой белый пигмент.
Не имеет запаха и абсорбирует, TiO 2 имеет высокий показатель преломления — это означает, что он обладает прекрасными светорассеивающими свойствами. TiO 2 идеально подходит для включения в различные потребительские и промышленные товары. Он особенно хорошо подходит для приложений, требующих высокого уровня непрозрачности, яркости и защиты от ультрафиолета (УФ).
Ведущий мировой производитель
Мы являемся ведущим мировым производителем TiO 2 и предлагаем широкий спектр пигментов анатаза и рутила.Наши инновационные пигменты TiO 2 , продаваемые под рядом проверенных торговых марок, включая TIOXIDE ® , HOMBITAN ® , DELTIO ® и ALTIRIS ® , ежедневно используются в тысячах предметов повседневного обихода.
Они популярны при производстве красок, покрытий, чернил, керамики, бумаги и пластмассы.
Они используются для уменьшения прозрачности синтетических волокон, таких как полиэстер и полиамид. У нас даже есть марки TiO 2 с дезинфицирующими, очищающими и нейтрализующими свойствами, которые используются в фильтрах в установках кондиционирования воздуха, электростанциях и автомобилях.
Важно отметить, что у нас также есть ряд марок TiO 2 , предназначенных для приготовления пищевых, фармацевтических, косметических продуктов и средств личной гигиены, таких как солнцезащитный крем. Эти специальные пигменты соответствуют строгим международным стандартам чистоты и безопасности и производятся в соответствии с хорошими производственными стандартами (GMP) и международными правилами в отношении продуктов питания и напитков.
Отражая нашу позицию ответственной и добросовестной химической компании, мы являемся давним членом Ассоциации производителей диоксида титана (TDMA).Наше участие в этом международном отраслевом органе демонстрирует нашу приверженность безопасному и устойчивому производству высокоэффективных пигментов и добавок.
Чтобы узнать больше о работе TDMA, посетите: www.tdma.info. Или поговорите с одним из наших экспертов TiO 2 по электронной почте: [email protected]
Диоксид титана остается самым востребованным видом пигментов
18. мар 2016 | Сырье
Уже четвертый раз компания по исследованию рынка Ceresana анализирует рынок пигментов: глобальные продажи составляют 9.7 миллионов тонн в год.
Диоксид титана (TiO2) остается наиболее востребованным типом пигментов: на него приходится более 59% общего спроса. Источник: DuPont
Самым важным рынком сбыта в 2014 году был
производство лакокрасочных материалов, на которое приходится
45% от общего спроса.
Обработка пигментов в пластмассах
занял второе место на значительном расстоянии, за ним следует
области применения строительных материалов, печати
чернила и бумага.
Диоксид титана преобладает
Диоксид титана (TiO 2 ) остается самый востребованный вид пигментов: зарегистрировано больше чем 59% от общего спроса. Диоксид титана в основном используется для красок и покрытий: всего несколько микрометров покрытия достаточно, чтобы покрыть основу полностью. Кроме того, пигменты диоксида титана используется для белой бумаги и производства пластмасс на большой размах.
От желтого к черному
Второй по величине рынок сбыта — пигменты оксида железа,
за ним следует технический углерод. Оксиды железа являются
чаще всего используются неорганические красящие пигменты.
В
постоянно возрастающее значение оксида железа
пигментов основана на их нетоксичности, химической
стабильность, большое разнообразие цветов (от желтого,
от оранжевого, красного и коричневого до черного), и хорошо
соотношение цена-качество.Около 1,9 млн тонн
оксид железа перерабатывались во всем мире в 2014 году. Углерод
черный в основном используется в качестве наполнителя для резиновых изделий,
особенно в автомобильных шинах. Технический углерод также важен
для лакокрасочной промышленности: технический углерод является наиболее распространенным
использовался черный пигмент. Чем меньше размер частиц, тем
глубже черный.
Рост рынка органических пигментов
Другие неорганические и органические пигменты составляют только
небольшая доля в общемировом рынке пигментов, регистрация
количество 1 миллион тонн.
Однако их
области применения разнообразны — и они
увеличивается. В зависимости от химического состава,
Различают неорганические и органические пигменты:
В то время как неорганические пигменты представляют собой соли металлов, органические
пигменты состоят из углерода. Иногда оба вида могут быть
комбинированный. Органические пигменты имеют меньшее покрытие, но
проявляют более высокую интенсивность цвета и блеск, чем неорганические
пигменты. По сравнению со многими неорганическими пигментами, органические
пигменты намного дороже.Чаще всего они
используются в качестве печатных красок, затем используются краски и пластмассы.
