이산화티타늄은 지금까지 가장 우수한 백색 무기 안료로, 코팅, 플라스틱, 잉크, 제지, 고무, 화학 섬유, 화장품 등에 널리 사용됩니다.
이산화티타늄의 안료로서의 효과는 주로 광학적 특성에 기인하며, 이는 주로 표면 특성에 영향을 받습니다. TiO₂ 입자의 핵심은 안료 성능 결정에 미미한 역할을 합니다.
일반 탄산칼슘은 톤당 수백 위안에서 수천 위안으로 훨씬 저렴하지만, 이산화티타늄은 톤당 최대 17,000위안에 달할 수 있습니다. 이산화티타늄을 탄산칼슘으로 대체하거나 부분적으로 대체할 수 있다면 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.
중국 지질과학 대학(베이징)의 Ding Hao 교수가 이끄는 팀은 광물과 결합된 정렬된 복합 구조를 생성하여 TiO₂의 성능을 향상시키는 전략을 개발했습니다. TiO₂ 입자이 연구를 통해 TiO₂의 안료 특성을 향상시키고 친환경 생산을 가능하게 하는 4가지 혁신적인 공정이 개발되었습니다.
1. 액상 기계 분쇄 방법
이 공정은 액체 매질(주로 물)에서 기계적 분쇄를 통해 고체 입자를 활성화하여 탄산칼슘과 미크론 미만의 TiO₂ 입자 사이의 계면 반응을 유도하는 과정을 포함합니다. 그 결과, 코팅된 복합 입자가 생성됩니다.
이 방법의 주요 장점은 다음과 같습니다.
- 독성 화학물질을 사용하지 않음
- 폐수, 폐가스, 고형폐기물 발생 없음
- 톤당 1,000위안 미만의 가공 비용으로 낮은 에너지 소비
2. 탄산화법
이 방법에서는 TiO₂ 입자를 수산화칼슘[Ca(OH)₂] 에멀젼에 첨가한 후 CO₂ 가스와 탄산화 반응을 시킵니다. 이 과정을 통해 CaCO₃-TiO₂ 복합 안료가 생성됩니다.
저렴한 탄산칼슘과 제어가 용이한 기체상 침전 기술을 활용하여, 안료 성능을 유지하면서 TiO₂ 소비량을 줄일 수 있습니다. 또한, 이 방법은 비용 절감에도 도움이 됩니다. 최종 사용자.
3. 소수성 응집 조립 방법
이 기술에서 TiO₂는 주요 조립 단위 역할을 하고, CaCO₃는 게스트 입자 역할을 합니다. 수계 시스템에서 입자 표면의 소수성 힘은 TiO₂와 CaCO₃ 입자의 결합을 촉진합니다. 이는 CaCO₃ 입자 표면에 TiO₂의 잘 조직되고 안정적인 코팅 분포를 형성합니다.
이 방법은 환경 친화적이고 에너지 효율적이며 폐기물을 발생시키지 않습니다. 또한, 생성된 복합 안료는 소수성을 나타내어 유기 시스템과의 호환성이 매우 뛰어납니다.
4. 열분해 및 강력한 복합 기술
이 건식 공정은 열 분해 중합, 개질, 코팅 및 인터리브 분리를 통해 TiO₂ 후가공 제품을 생성합니다. 생성된 미네랄-TiO₂ 복합 안료는 TiO₂ 입자의 높고 안정적인 분산을 나타내어 안료 특성을 향상시킵니다.
이 방법으로 생산된 CaCO₃-TiO₂ 복합 안료는 색상, 흡유력, 은폐력, 내광성 등 상용 이산화티타늄과 유사한 주요 안료 특성을 자랑하지만, 가격은 더 저렴합니다. 따라서 전통적으로 이산화티타늄에 의존해 온 산업계에 매력적인 대안으로 자리매김하여, 폭넓은 시장 잠재력을 가진 유망한 대안을 제시합니다.
