Пластиковые изделия широко используются во всех сферах жизни промышленности моей страны. Производство пластмасс является вторым по величине потребителем диоксида титана. Он играет незаменимую роль во многих отраслях, таких как электроника, информационные сети и биомедицина. Производство пластика в Китае занимает первое место в мире, а также является крупнейшим в мире рынком пластика. По отраслевым данным, общий объем производства пластиковых изделий в Китае в 2023 году составит 74,885 миллиона тонн-при-годовом росте на 3,0%.
В пластмассах с диоксидом титана используются полипропилен, ПВХ, полистирол и др. В большинстве изделий из термореактивных и термопластичных пластиков красителем в основном является диоксид титана, его содержание обычно составляет от 0,5% до 10%. В некоторых специальных пластиках используется больше диоксида титана, и его доля в маточной смеси составляет 40–70%.
Применение диоксида титана в пластиковых изделиях, помимо его высокой укрывистости, цветности и хороших характеристик при смешивании с другими пигментами, может также улучшить термостойкость, светостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям пластиковых изделий, защитить пластиковые изделия от ультрафиолетовых лучей, а также улучшить механическую прочность и электрические свойства пластмассовых изделий. Подходит практически для всех термореактивных и термопластичных пластиков, полиолефинов (в основном полиэтилена низкой-плотности), полистирола, АБС (сополимер акрилонитрила-бутадиена-стирола), поливинилхлорида и т. д. Его можно смешивать с порошком смолы и сушить или смешивать с жидкостью, содержащей пластификатор. Некоторое количество диоксида титана перед использованием сначала перерабатывается в маточную смесь посредством заводского промежуточного продукта.
Таким образом, характеристики диоксида титана, используемого для производства пластмасс, заключаются в основном в мелком размере частиц и равномерном распределении размеров частиц, что позволяет улучшить отражательную способность коротких волн и улучшить качество пластиковых изделий. Кроме того, пигменты диоксида титана должны обладать хорошей термостойкостью и высокой диспергируемостью. Поэтому диоксид титана для пластмасс обычно разделяют на неорганическое покрытие и органическое покрытие. Как и система покрытия, для наружного пластика из диоксида титана следует использовать рутиловый тип, также можно использовать другие типы анатаза.
Требования диоксида титана к пластмассовым изделиям
Укрывистость: диоксид титана с хорошей укрывистостью позволяет производить более легкие и тонкие пластиковые изделия.
Белизна: определяет внешний вид светлых-или белых пластиковых изделий.
Дисперсность: влияет на стоимость производства пластиковых изделий. Плохо диспергированный диоксид титана в пластиковых изделиях влияет на гладкость и яркость изделий.
Устойчивость к атмосферным воздействиям: пластиковые изделия, используемые на открытом воздухе, а также пластиковые двери и окна должны обеспечивать устойчивость диоксида титана к атмосферным воздействиям.
Большинство частиц диоксида титана для пластмасс подходят. Обычно размер частиц диоксида титана для покрытий составляет 0,2–0,4 мкм, а размер частиц диоксида титана для пластмасс — 0,15–0,3 мкм. Таким способом можно получить синюю базовую фазу, которая оказывает экранирующее действие на большинство смол желтой-фазы или смол, склонных к пожелтению. Однако диоксид титана для пластмасс нельзя использовать в покрытиях из-за малого размера частиц и плохой долговечности.
Обычный диоксид титана для пластмасс обычно не подвергается неорганической поверхностной обработке, а обычно подвергается органической обработке поверхности (полиол, силан или силоксан). Это связано, например, с тем, что в пластмассах используется диоксид титана, покрытый неорганическими веществами, такими как гидратированный оксид алюминия. Когда относительная влажность составляет 60%, равновесная адсорбция воды составляет около 1%. Когда пластик экструдируется при высокой температуре, испарение воды приводит к образованию пор на гладкой пластиковой поверхности. Кроме того, диоксид титана для пластмасс обычно смешивается со смолами с низкой-полярностью посредством обработки сдвигающим усилием. Диоксид титана с органической обработкой поверхности может быть относительно хорошо диспергирован под действием соответствующей механической силы сдвига.
Поскольку пластиковые изделия намного толще лакокрасочных и чернильных покрытий, они не требуют слишком высокой объемной концентрации пигмента. Кроме того, он обладает высокой укрывистостью и сильной тонирующей способностью, а общая дозировка составляет всего 3–5%. Он используется практически во всех термореактивных и термопластичных пластмассах. Его можно смешивать с сухим порошком смолы или жидкостью, содержащей пластификатор. Некоторое количество диоксида титана перед использованием перерабатывается в маточную смесь.
С расширением области применения пластиковых изделий многие пластиковые изделия для наружного использования, такие как пластиковые двери и окна, строительные материалы и другие пластиковые изделия, предъявляют высокие требования к устойчивости к погодным условиям на открытом воздухе. Помимо использования рутилового диоксида титана, требуется также обработка поверхности. При обработке поверхности обычно не добавляется цинк, а только кремний, алюминий, цирконий и т. д. Кремний обладает гидрофильным эффектом осушения, который может предотвратить образование пор в пластмассах из-за высоко-испарения воды во время экструзии, но количество этих агентов для обработки поверхности обычно не слишком велико.
