Титан диоксидінің өнімділігі және оның жабындардағы функциясы мен қолданылуы

1. Пигменттік класс және титанды диоксидтің сапа стандарттары

Титанды диоксид пигменттері екі түрге бөлінеді: анатаза және рутил. Халықаралық тәжірибеге сәйкес, олар R және A деп аталады. Пост-өңделмеген рутил және анатаза түрлері сәйкесінше RI типі және AI типі деп аталады; пост-өңделген рутил түрі мен анатаза түрі сәйкесінше R2, R3 және A2 деп аталады. Коммерциялық түрде қолжетімді рутил титанды диоксидтердің көпшілігі R2 және R3 типтеріне жатады, олардың ішінде R2 типі 70%-дан астамды құрайды. R2 және R3 рутил титанды диоксидтің бояу үшін 77% және 22% құрайды.

Қазіргі уақытта Қытайда қолданылатын модельдер халықаралық стандарттардан ерекшеленеді. Пигменттік титанды диоксидтің тек үш түрі бар, атап айтқанда BA0101, BA0102 және BA0103. BA0101 және BA0102 анатаза, BA0103 рутил, BA0101 пост-өңделмеген, ал BA0102 және BA0103 пост-өңделген. Қытайдағы пигменттік титанды диоксидтің сапа стандарттары үшін GB/T1706-93 қараңыз.

Қытай стандарттары мен шетелдік стандарттар арасында үлкен алшақтық бар. Әсіресе, рутил титанды диоксидтің тек бір моделі ғана бар, бұл қазіргі Қытай стандарттарына сәйкес келмейтін көптеген жаңадан әзірленген, енгізілген және арнайы титанды диоксид сорттарын пайдалануға мүмкіндік бермейді. Сонымен қатар, Қытайдың өндірістік зауыттары мен пайдаланушылары ұзақ уақыт бойы тек ұлттық стандарттарға сәйкес өнім сапасын бақылап және қабылдады, пайдаланушылардың қажеттіліктеріне сәйкес процесті өзгертіп, тұтынушылардың әртүрлі қажеттіліктеріне сәйкес келетін өнімдер шығаруды қолға алмады. Қытай жақында жаңа стандарттарды енгізетінін хабарлады.

Неге BA0102 анатаз және BA0103 рутил титанды диоксидтер пост-қаптау өңдеуінен өтеді? Себебі, қаптау өңдеуінен кейін, титанды диоксидтің су ерігіштігі төмендейді, коагуляциялануы қиын, май сіңіргіштігі төмендейді, және ақтығы, электр кедергісі, ахроматикалық қуаты, жасыратын қуаты, пигментті ұнтақтау дисперсиясы, бояу сақтау тұрақтылығы, бояу пленкасының суға төзімділігі, жарыққа төзімділігі, ауа райына төзімділігі және ұзақ мерзімділігі барлығы жақсарады, осылайша титанды диоксидтің сапасын жақсартады.

Қытайда, күкірт қышқылы әдісі немесе хлорлау әдісі қолданылса да, дайындалған рутил түріндегі титанды диоксидтің сапасы импортталған рутил түріндегі титанды диоксидтердің, мысалы, R-930 және R-902-нің сапасынан төмен, негізінен төмен түсі азайтатын қуат, төмен жасыратын қуат және ауа райына төзімділік. Нашар қасиеттер, нашар май дисперсиясы және жоғары май сіңіргіштігі. Сондықтан, отандық рутил титанды диоксиді импортталған рутил титанды диоксидімен бәсекеге төтеп бере алады, және жыл сайын үлкен мөлшерде рутил титанды диоксидін импорттайды.

2. Пигменттік grade титанды диоксидтің қасиеттері мен қолданылуы

Пигменттік grade титанды диоксидтің жоғары сыну көрсеткіші, күшті түссіздендіру қуаты, үлкен жасыратын қуаты, жақсы дисперсиялығы, жақсы ақтығы, уыттылығы жоқ, тұрақты физикалық және химиялық қасиеттері, және тамаша оптикалық және электрлік қасиеттері бар. Сондықтан, оның қолданылуы өте кең, бояу, пластик (9170, -40.00, -0.43%), қағаз, химиялық талшық, сия, резеңке (11360, -165.00, -1.43%), косметика және т.б. пигменттік grade титанды диоксидті қолдануы керек. Ең үлкен көлемі бояуға тиесілі, шамамен 57% құрайды. Арнайы, рутил титанды диоксиді көбінесе бояу өнеркәсібінде жұмсалады. Қытайдың автокөлік өнеркәсібінің, құрылыс өнеркәсібінің және су негізіндегі бояулардың жылдам өсуімен, бояу өнеркәсібі тек титанды диоксидтің санын ғана емес, сонымен қатар сапа талаптары мен әртүрлілігіне де жоғары талаптар қояды.

Рутил түріндегі титанды диоксидтің сыну көрсеткіші 2.76, ал анатаз түріндегі титанды диоксидтің сыну көрсеткіші 2.55. Жасырындық күші пигменттің сыну көрсеткіші мен орта сыну көрсеткіші арасындағы айырмашылықпен анықталады, ал олардың салыстырмалы мәндері формула бойынша есептелуі мүмкін. Рутил титанды диоксидінің шағылысу коэффициенті анатаз титанды диоксидінікінен 25% -дан 30% -ға жоғары, бұл рутил титанды диоксидінің мөлшерін анатаз титанды диоксидімен бірдей жасырындық күші болған жағдайда 25% -дан 30% -ға дейін азайтуға болатындығын көрсетеді. Бұдан басқа, рутил титанды диоксиді тығыз құрылымға ие, салыстырмалы түрде тұрақты, фотохимиялық белсенділігі төмен, ультракүлгін сәулелерге төзімді, сыртта оңай ұнтақталмайды, сонымен қатар анатаз титанды диоксидінен жақсы ауа райына төзімділік пен жылтырлыққа ие. Сондықтан ол түрлі жоғары деңгейлі кемелерде, көпірлерде, автомобильдерде, құрылыс және басқа да сыртқы бояуларда кеңінен қолданылады, олар бояулардың шамамен 70% -ын құрайды, ал анатаз титанды диоксиді оңай ұнтақталып, сарыға айналуға бейім. Ішкі бояулар немесе праймерлер үшін, мөлшері бояуда қолданылатын титанды диоксид мөлшерінің тек 30% -ын құрайды.

3. Бояулардағы пигменттік дәрежедегі титанды диоксидтің рөлі

Бояу - байланыстырғыштар, пигменттер, толтырғыштар, еріткіштер және қосымша заттардың қою суспензиясы. Ол объектінің бетіне жабылып, объектіні қорғау және қорғау үшін қатты бояу қабатын қалыптастырады.

Суретте пигменттің белгілі бір жасыру қуаты бар, ол тек жабылатын объектінің бетінің бастапқы түсін жасырып қана қоймай, сонымен қатар жабын пленкасына жарқын түс береді, бұл әдемілік пен безендіруді қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, пигмент пен бекіткіш агент тығыз байланысып, біртұтас болады, бұл жабын пленкасының механикалық беріктігін және адгезиясын арттыруға, жарықтардың пайда болуын болдырмауға, жабын пленкасының қалыңдығын арттыруға, ультракүлгін сәулелер мен ылғалдың өтуін болдырмауға, жабын пленкасының қартаюға төзімділігін арттыруға және пленканың қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді.

Егер титанды диоксид пайдаланылса, еріткіш негізіндегі немесе су негізіндегі бояуларда оның әсері тек жабу мен безендірумен шектелмейді, сонымен қатар жабынның физика-химиялық қасиеттерін жақсарту, химиялық тұрақтылықты арттыру және тіпті жасыру қуатын, түс азаюын және коррозияға төзімділікті жақсарту үшін маңызды. Ол жарыққа және ауа-райына төзімді, бояу пленкасының механикалық беріктігі мен адгезиясын арттырады, жарықтардың пайда болуын болдырмайды, ультракүлгін сәулелер мен ылғалдың өтуін болдырмайды және қартаюды кешіктіріп, бояу пленкасының өмірін ұзартуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ол материалдарды үнемдеуге және түрлерді көбейтуге де көмектеседі.

Пигменттер арасында, ақ пигменттер ең кеңінен қолданылатын, және ақ бояулар мен жеңіл бояулар қолданылады. Сондықтан, ақ пигменттер басқа пигменттерге қарағанда бояуларда әлдеқайда көп қолданылады. Жабындарда жиі қолданылатын ақ пигменттер цинк ақ, цинк ақ, титанды ақ және т.б. болып табылады. Кейбір синтетикалық шайыр жабындары үлкен полимерлену дәрежесіне ие болғандықтан, егер цинк ақ қосылса, цинк ақ сілтілі болып табылады, ал жабындағы бос май қышқылға төзімділікпен қоюланып кетуге бейім; егер цинк ақ қосылса, ауа райына төзімділік нашар болады. Алайда, титанды ақты қолдану жоғарыда аталған кемшіліктерді жақсарта алады. Себебі титанды ақ бөлшектері ұсақ және біркелкі, фотохимиялық тұрақтылық жоғары. Жасырын қуат жағынан рутилия титанды ақ цинк ақтан 7 есе, цинк ақтан 5.56 есе, ал анатаза титанды ақ цинк ақтан 5.57 есе жоғары. Түс азайту жағынан рутилия титанды диоксид цинк ақтан 8.3 есе, цинк ақтан 6.25 есе, анатаза титанды ақ цинк ақтан 6.4 есе, яғни 4.8 есе цинк аққа тең. Қолдану тиімділігі жағынан 1т титанды ақ кемінде 4т цинк аққа тең; қызмет ету мерзімі (ашық ауадағы порошокқа төзімділікті меңзеп) титанды ақ пигментін қолданатын жабын цинк ақ пигментін қолданатын жабыннан үш есе жоғары. Сондықтан, титанды ақты қолдану барлық жабындардағы пигмент мөлшерін айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік береді, сонымен қатар бояу жарқын, сарыға айналмайды, жеңіл, жылу, тозу, ауа райы, сілті, күкірт және сұйылтылған қышқылға төзімді. Титанды ақ цинк ақтан және цинк ақтан жоғары өнімділікке ие болғандықтан, бояу өндірісіндегі ең жақсы ақ пигментке айналды. Титанды ақ жабындар үшін жалпы пигменттің 90%-дан астамын, және жабындар үшін ақ пигменттердің 95%-дан астамын құрайды. Ол жабын шикізаттарының құнының 10%-дан 25%-ға дейінгі бөлігін құрайды.