Диоксид титана для красок: почему TiO₂ является ключевым сырьем в рецептурах красок?

Если вы годами работали с рецептурами красок или добывали сырье для покрытий, возможно, вы заметили кое-что интересное:

Цена или характеристики многих видов сырья не всегда оказывают непосредственное влияние на конечное покрытие, но диоксид титана (TiO₂) часто отличается.

Возможно, это не самый крупный ингредиент в рецептуре, но он оказывает заметное влияние набелизна, укрывистость, цветопередача, устойчивость к атмосферным воздействиям и общий внешний вид..

Диоксид титана обычно является одним из наиболее важных белых пигментов, особенно в белых красках, светлых-покрытиях, архитектурных покрытиях, промышленных покрытиях и порошковых покрытиях премиум-класса.

Однако в реальном производстве диоксид титана — это не просто случай «чем белее, тем лучше». Продукт с самой низкой-ценой не обязательно является самым экономичным вариантом.

Что действительно важно, так это то, может ли TiO₂должным образом диспергироваться в вашей системе покрытия, обеспечивать достаточную укрывистость и соответствовать требуемой устойчивости к атмосферным воздействиям и целевым показателям стоимости..

Вот почемуДиоксид титана в красках остается важной темой для разработчиков рецептур покрытий и групп по закупкам сырья.

Проще говоря, диоксид титана в основном используется в качествевысокоэффективный-белый пигмент.

Одним из его наиболее важных преимуществ является высокий показатель преломления, который позволяет ему эффективно рассеивать видимый свет. Это придает покрытиям ярко-белый вид и улучшает укрывистость.

Именно поэтому ответ на такие вопросы, как «Достаточно ли белая выглядит эта белая краска?» или «Может ли он как следует покрыть подложку?» часто тесно связано с качеством и характеристиками используемого диоксида титана.

Помимо белых красок, диоксид титана широко используется в покрытиях светлых-цветов.

Общие приложения включают в себя:

• Архитектурные покрытия
• Краски для внутренних и наружных стен
• Промышленные покрытия
• Порошковые покрытия
• Автомобильные покрытия
• Деревянные покрытия
• Защитные покрытия
• Пластиковые покрытия
• Чернила и другие покрытия для поверхностей

Поэтому, приобретая диоксид титана, недостаточно спрашивать только о чистоте. Также необходимо учитывать конечную среду приложения.

Для производителей красок укрывистость является очень практичным фактором производительности.

Предположим, белая краска для стен имеет недостаточную укрывистость. Аппликатору может потребоваться нанести больше слоев, чтобы полностью покрыть исходный цвет основы.

Это означает больший расход краски, больше трудозатрат и более длительное время нанесения.

Высококачественный-диоксид титана может улучшить непрозрачность покрытия благодаря своей способности-сильно рассеивать свет.

Хороший TiO₂, особенно в белых и светлых-цветных покрытиях, может помочь достичь лучшего баланса:

Белизна + Непрозрачность + Сила оттенка

Однако есть важный момент, который часто упускают из виду:

Укрывистость определяется не просто количеством добавленного диоксида титана.

Размер частиц, распределение частиц по размерам, дисперсия, обработка поверхности и общий состав покрытия могут повлиять на конечную укрывистость.

Следовательно, простое увеличение содержания TiO₂ без решения проблем с дисперсией может увеличить затраты, не обеспечивая при этом пропорционального улучшения непрозрачности.

Это один из самых частых вопросов при поиске TiO₂.

Двумя основными кристаллическими формами, обычно используемыми в индустрии покрытий, являются:

Рутиловый диоксид титана

и

Анатаз диоксид титана.

Оба химически представляют собой TiO₂, но их кристаллические структуры различны, что приводит к различиям в практических характеристиках.

Рутиловый диоксид титана

Рутил обычно имеет более высокий показатель преломления и, следовательно, обладает хорошими укрывистостью и оптическими свойствами.

Он также обычно обеспечивает лучшую устойчивость к атмосферным воздействиям, что делает его распространенным выбором для наружных архитектурных покрытий, промышленных покрытий и других применений, подвергающихся воздействию внешних условий в течение длительного времени.

Анатаз диоксид титана

Анатаз может обеспечить хорошую белизну и может обеспечить экономическое преимущество в определенных областях применения. Он по-прежнему актуален для некоторых внутренних красок, экономичных-покрытий и других применений, где высокая стойкость к атмосферным воздействиям не является основным требованием.

Так что было бы слишком просто сказать, что «Рутил всегда лучше Анатаза».

Более точный способ посмотреть на это:

Для разных применений требуются разные марки TiO₂.

Если ваш продукт предназначен для длительного-нахождения на открытом воздухе, устойчивость к атмосферным воздействиям обычно должна быть основным фактором. Если покрытие предназначено в первую очередь для использования внутри помещений и стоимость более чувствительна, Анатаз все равно может быть разумным вариантом.

Приобретая диоксид титана, многие компании, занимающиеся нанесением покрытий, уделяют большое внимание таким вопросам, как:

«Насколько высока белизна?»

«Насколько велико содержание TiO₂?»

«Какова цена?»

Но когда продукт поступает в производство, часто возникает другая проблема:

Почему эта партия не расходится так же хорошо, как предыдущая?

Если частицы диоксида титана агломерируются, они могут повлиять на:

• Белизна
• Скрывающая сила
• Блеск
• Выравнивание
• Стабильность хранения
• Окончательный вид покрытия

Поэтому для практического использованияДиоксид титана в красках, характеристики дисперсии чрезвычайно важны.

Хороший продукт из диоксида титана должен не только иметь подходящий размер частиц, но также иметь подходящую обработку поверхности и хорошую совместимость с конкретной системой смол.

Это особенно важно для покрытий на водной-основе, покрытий с-высоким содержанием сухого остатка и некоторых высокоэффективных-промышленных покрытий.

Многие продукты из диоксида титана для покрытия-, представленные на рынке, подвергаются поверхностной обработке.

Обычные системы обработки поверхности включают неорганическую обработку на основе таких материалов, как алюминий и кремний, а также органическую обработку, предназначенную для конкретных применений.

Одной из основных целей является улучшение характеристик TiO₂ в системе покрытия, в том числе:

• Дисперсия
• Смачивание
• Стабильность
• Устойчивость к атмосферным воздействиям
• Совместимость со смолой

Различные области применения предъявляют разные требования к-обработке поверхности.

Например, в покрытиях для наружных архитектурных работ больший упор делается на стойкость к атмосферным воздействиям, тогда как в некоторых промышленных покрытиях больше внимания уделяется дисперсии, блеску и характеристикам обработки.

Таким образом, даже продукты, которые помечены как диоксид рутила и титана, могут действовать по-разному в реальных рецептурах.

Когда покрытие подвергается воздействию солнечного света, дождя, перепадов температур и других внешних условий в течение длительного времени, устойчивость к атмосферным воздействиям становится особенно важной.

УФ-излучение может постоянно воздействовать на пленку покрытия и в конечном итоге способствовать таким проблемам, как изменение цвета, меление и потеря блеска.

По этой причине при наружных архитектурных покрытиях, промышленных защитных покрытиях, автомобильных покрытиях и других инженерных покрытиях часто уделяют пристальное внимание стойкости диоксида титана к атмосферным воздействиям.

Из-за своей более стабильной кристаллической структуры рутил-диоксид титана обычно более подходит, чем анатаз, для систем покрытий, требующих длительной-стойкости на открытом воздухе.

Конечно, общая стойкость покрытия к атмосферным воздействиям определяется не только TiO₂.

Смола, добавки, пигментная система, толщина пленки, условия нанесения и фактическая окружающая среда – все это влияет на конечный результат.

Поэтому при выборе TiO₂ лучше оценивать пигмент как часть полной рецептуры, а не сосредотачиваться на одной спецификации.

Это может показаться простым вопросом, но это обычная ловушка формулировок.

Некоторые люди предполагают:

«Поскольку TiO₂ улучшает белизну и укрывистость, добавление большего количества должно быть лучше».

На самом деле это не обязательно так.

Как только диоксид титана достигнет определенной концентрации, дальнейшее увеличение может не обеспечить пропорционального улучшения укрывистости.

Одна из причин заключается в том, что расстояние и взаимодействие между частицами пигмента изменяются по мере увеличения концентрации пигмента, что в конечном итоге может снизить эффективность светорассеяния.

В то же время диоксид титана часто составляет значительную часть стоимости сырья для рецептуры краски.

Поэтому разработчики рецептур обычно сосредотачивают внимание на:

Как мы можем добиться требуемой непрозрачности и белизны при разумном содержании TiO₂?

Вот почему технология дисперсии и объемная концентрация пигмента являются важными факторами при составлении рецептуры красок.

Диоксид титана имеет чрезвычайно широкий спектр применения.

Архитектурные покрытия

Это одна из основных областей применения.

Краски для белых стен как для внутренних, так и для наружных работ могут использовать TiO₂.

В наружных покрытиях обычно больше внимания уделяется устойчивости к атмосферным воздействиям и долгосрочной-стабильности цвета.

Промышленные покрытия

Диоксид титана также широко используется в покрытиях промышленного оборудования, стальных конструкций, машин и различных металлических поверхностей.

В этих случаях производителям может потребоваться сбалансировать цвет и укрывистость с устойчивостью к коррозии, атмосферным воздействиям и механическими характеристиками.

Порошковые покрытия

Диоксид титана обеспечивает белизну и укрывистость белых и светлых-порошковых покрытий.

Его дисперсия в рецептуре порошкового покрытия также может влиять на конечный внешний вид покрытия.

Автомобильные покрытия

Автомобильные покрытия требуют высокого уровня постоянства цвета, блеска и устойчивости к атмосферным воздействиям, поэтому качество TiO₂ и стабильность партии особенно важны.

Покрытия для дерева и мебели

В покрытиях для белого дерева, мебельных красках и других декоративных покрытиях также может использоваться диоксид титана в соответствии с требованиями рецептуры.

Если вы ищетеДиоксид титана для краски, не сравнивайте поставщиков только по их прайс-листам.

Как минимум, стоит обратить внимание на следующие факторы.

Содержание TiO₂

Это базовая характеристика, но она не единственная, которая имеет значение.

Кристаллическая форма

Подтвердите, является ли продукт рутиловым или анатазным, и определите, соответствует ли он конечному применению.

Белизна

Это напрямую влияет на внешний вид покрытия.

Скрытая сила

Это особенно важно для белых и светлых-красок.

Сила тонирования

Интенсивность оттенка также может иметь значение в системах подбора цветов-.

Размер частиц и распределение частиц по размерам

Соответствующий размер частиц может способствовать оптическим характеристикам и дисперсии.

Обработка поверхности

Различные виды обработки поверхности могут влиять на дисперсию, устойчивость к атмосферным воздействиям и совместимость со смолой.

Дисперсия

По возможности оценивайте дисперсию посредством реальных испытаний состава, а не полагайтесь исключительно на теоретические характеристики.

Согласованность партии

При долгосрочных-оптовых закупках согласованность между-партиями-часто зачастую более важна, чем самая низкая цена на один заказ.

Для производителей красок это очень практичный момент.

Предположим, поставщик А предлагает диоксид титана по более низкой цене, но продукт требует более высокой загрузки и имеет плохую дисперсию. Со временем производителю может потребоваться дополнительная корректировка диспергаторов или рецептуры.

Поставщик Б может предложить более-ценный TiO₂, но его лучшая укрывистость и дисперсия позволяют снизить загрузку и обеспечить более стабильное производство.

Так какой из них на самом деле дешевле?

На этот вопрос невозможно ответить, просто сравнив цену за тонну TiO₂.

Более практичный расчет:

Цена TiO₂ × фактическая дозировка + затраты на диспергирование и обработку + общие затраты на рецептуру, связанные с характеристиками конечного продукта.

Это обеспечивает гораздо более реалистичную основу для сравнения поставщиков диоксида титана-класса покрытия.

Заключение

С практической точки зрения-производства покрытий ценность диоксида титана выходит далеко за рамки простого "сделать краску белой".

Это может повлиять на покрытиеукрывистость, белизна, цветопередача, дисперсия, устойчивость к атмосферным воздействиям и окончательный внешний вид..

Различные продукты покрытия также имеют очень разные требования к TiO₂.

Краски для внутренних стен могут больше фокусироваться на белизне, непрозрачности и стоимости. В наружных архитектурных покрытиях обычно больше внимания уделяется устойчивости к атмосферным воздействиям. Промышленные покрытия могут иметь приоритет над дисперсией, стабильностью и долговечностью-работы.

Поэтому при выборе диоксида титана лучший вопрос не просто:

«Какой TiO₂ самый белый?»

Лучший вопрос:

«Какой TiO₂ лучше всего подходит для моей краски?»

Это одно из самых важных соображений при оценкеДиоксид титана в красках.

Для производителей красок действительно подходящий продукт TiO₂ должен обеспечивать практический баланс междупроизводительность, стабильность обработки и стоимость рецептуры.

Если вы приобретаете диоксид титана для покрытия-, рекомендуется провести небольшое-тестирование состава перед размещением крупного заказа. Сравнение различных марок в вашей реальной системе смол и рецептур обычно гораздо более надежно, чем сравнение только характеристик и цен.