Не всички кандидати, които да заменят TiO2 в състояние да даде чисто бял цвят, но дори и тези, които имат добра белота, не могат да се конкурират с TiO2 в областта на непрозрачност или непрозрачност. непрозрачност или разсейване на светлината способността на багрило, е свързана с два параметъра. Първият е индексът на пречупване (рефракция). В рутил степени на ТЮ2, които са произведени чрез използването на технологията хлорид, най-високата сред бели пигменти индекс на пречупване рефракция (2.75).
Въпреки това, както е отбелязано от Петър Krinsky, маркетинг мениджър за пластмаси компания Millennium неорганични химически вещества, непрозрачност също е повлиян от размера на частиците и разпределението на размера на частиците. Твърди се, че оптималният размер на частиците, които могат да разпръсне светлина, светлината е половината от дължината на вълната на видимия спектър, или около 0.2 микрона. Този среден размер на частиците пигменти с ТЮ2, които се използват в производството на пластмаси. Освен това, напредъкът в контролирането на размера на частиците дава много малък разпределяне на частиците за най-новите марки рутил пигмент.
Един от въпросите, на които експертите са за бои за пластмаси няма консенсус, е въпросът за това как да се опише механизма на TiO2 съдържание. Бил Кърнс, техник от компанията М.А. Хана Цвят, е представител на една мисловна школа, чието становище е да се гарантира, че както той казва, на TiO2 може да бъде запълнена чрез отделяне Типичният размер на частиците от 0.2 микрона бои от по-големи частици от по-евтини материали. То се съобщава, че този подход "се дистанцират" е ефективен, когато се работи с покрития, но в областта на пластмасите, че е въпрос на спор. Решаващият разликата тук очевидно е, че тънки покрития в обемната фракция на TiO2 багрило може да надвишава 50% и в пластмаси тази стойност е много по-ниска.
Виктор минало, технически вицепрезидент на Ampacet Corp. Той отбелязва, че бялата концентрат, съдържащ 50% тегловни от ТЮ2, обемната фракция на багрилото е само 12-14%. "С такава малка обемна фракция от частици TiO2 вече са разделени една от друга, така че дистанционните елементи не може да се увеличи плътността и не го засягат."
Това мнение се подкрепя и Бил Leshuey, управителят на услуги в областта на пластмаси хилядолетието. "Поради ниската крайна концентрация от 2-4% от теглото, с създаването на много филмови приложения, добавяне на достатъчно количество на пълнителя да физическата дистанция вече широко разпръснати частици TiO2 неблагоприятно влияят на физическите свойства на филма и да увеличат нейната цена." Той добавя, че пълнителите могат да имат положителен ефект, когато се използват в по-тежки филми и формовани части, където плътността се увеличава за сметка на дебелината на продукта.
Най-голям интерес за пълнители на ТЮ2 е центриран около фино раздробен калциев карбонат и калцинирани каолинови глини поради ниската им цена, която е по-ниска от 60-90% от цената на TiO2 (вж. Таблица 1). Джак Goldhemmer, вицепрезидент по продажбите в доставчик на неорганични материали Omya Inc. Той каза, бял филм типичен майстор партида от 45% TiO2, 30% калциев карбонат и 25% полиолефин може да осигури намаляване на разходите до 15%. Той отбелязва, че повечето потребители използват излишък микронизиран клас калциев карбонат със среден размер на частиците 0.5-1.0 микрона. Печати с по-груба мелене може да струва дори по-малко, но те могат да имат неблагоприятен ефект върху свойствата на филма.
Компанията Engelhard Corp. I провежда много работа за оценка на техните две специални глини се използват като пълнители в TiO2 багрило концентрати. ASP 170 е фин (0.4 микрона) воден каолин, което съобщенията осигурява ефективни дистанциране TiO2 частици да се запази идеален цвят и непрозрачност. Ultrex 96 е специален калциниран каолин със среден размер на частиците от 0.9 микрона. Съобщава се, че това се отбелязва най-висока яркост (яркост на 96 GE) сред всички пълнители на базата на каолин. Тези две багрила струва от приблизително 20% и 40% повече ТЮ2, съответно.
Интересни резултати се получават, когато тези багрила са оценени като частичен заместител в типичен 50% -TiO2 бяло концентрати LLDPE. Когато се използва в частите, направени чрез леене под налягане, смяна на 10% ТЮ2 Ultrex 96 спестява и добър цвят и непрозрачност (Таблица 2). Дори заместването на 20% се получава с много добро оцветяване само малко намаляване на непрозрачност. ASP 170 осигурява добро оцветяване при ниски концентрации на заместване (5%), но не дават такава непрозрачност като Ultrex 96.
При производството на разпенен слой от 5% до 10% ТЮ2 ASP 170 заместване запазва цвят и непрозрачност равна на тези, които са в общата концентрация на ТЮ2. В 20% заместване, в резултат на филма е с отлична цвят и само леко понижение непрозрачност.
Сред Engelhard също съобщават, че Ultrex 96 може да замести до 20% от 7 кг на час ТЮ2, който се използва при производството на бяло тапицерия PVC. То се съобщава, че първоначалната бялото е същата или дори малко по-добро, отколкото с чист TiO2. Първоначално TiO2 пожълтяване данни е контролна проба при степен на заместване от 10%, а и ускорено, и действително тест за устойчивост на атмосферни условия показват, че Ultrex 96 при 10% заместване дава по-добри резултати от ТЮ2 контролната проба.
David Skelhorn, CTO доставчик неорганични материали ЕСС International, въпреки това предупреждава, твърдейки, че създателите на съставите трябва да се забравя, че "каолинова глина и калциев карбонат не осигуряват степента на устойчивост на ултравиолетови лъчи, които по природа има TiO2".
Различни степени на TiO2
Не всички марки са на една и съща TiO2. Рутил TiO2 има индекс на отражение 2.75 в сравнение с 2.55 анатаз ТЮ2, който се произвежда като се използва по-стара технология сулфат. Въпреки анатаз обикновено струва по-евтино, отколкото степента на рутил, той е около 20% по-малко ефективни, за да придаде на непрозрачността на пластмаси.
Да не се смесва марки рутил и анатаза TiO2, за да се намалят разходите. Според Джон Причард, пластмаса, мениджър DuPont. в допълнение към намаляване на непрозрачността на анатаз да създавате и цветови проблеми. Но той също така отбелязва, че, от друга страна, TiO2 анатаза е наистина необходимо в някои формулировки. Например, марката не инхибира анатаз флуоресцентно избелване агенти толкова силно като рутил степен. Друг пример на приложение anatazovyh багрила са полиолефинови мастербачи за покритие чрез екструдиране филм.
Използването на по-евтини степени на рутил TiO2 "широк спектър", които не са чисто бяло, TiO2 е също едно изпълнение на частично заместване. Този продукт е внесен от Украйна от КТ износ / внос. Тя се нарича Титан 2. Този 0.3-микрона клас възлиза от някои доставчици на матерната и бои създатели рецепти. Нейната пазарна цена е 78-82 ¢ за паунд. Сред KT каже, че е в състояние да осигури добра белота и непрозрачност приемлива формулировка в заместването на 15% (или повече за приложения, където тези свойства не са критични) стандарт ТЮ2.
Друг "алтернативни" синтетичен рутил TiO2 TiO2 е от компанията Hitox Corp. Боядисват Hitox баба оцветени частици, да има малко по-голям размер и по-малко правилна форма в сравнение с типичен рутил TiO2. Това струва 68 ¢ на фунт, и може да замени до 45% от стандартната TiO2 в продукти, които изискват непрозрачност, но това не трябва да е чисто бяло.
Още няколко бели кандидати
Бариев сулфат се използва до известна степен като TiO2 пълнител, тъй като разликата в цените дава такива предимства като при използване на каолин и калциев карбонат. Фирма J. М. Huber въвежда нова бариев сулфат до повърхностни лечение, което се съобщава, че той осигурява добра производителност при заместване TiO2 до 50%. Този материал се нарича Huberbrite INTERLOK, той се използва от един от производителите на екструдиран гъвкав PVC да замени всички ТЮ2 в неговата формулировка. Продуктът има среден размер на частиците от 1.0 микрона, и също така е обещаващ за приложения на полиолефин.
Сред други алтернативни бели пигменти включват литопон (резултат codeposition на бариев сулфат и цинков оксид) и цинков оксид на техническо качество. Lithopone не се използва широко в САЩ, тъй като тя е склонна да реагира с някои имена TiO2, което води до образуване на вредни миризми. Цинков оксид е бил използван преди да периоди на недостиг ТЮ2, но употребата му е строго ограничен разграждане от пластмаса, като например полипропилен.
Какво създателите на съединенията
Попълване TiO2 едва ли е нова практика, и въпреки че няколко потребители багрила лесно да го допусне, всеки го прави, или поне това е, което продавачите иск. Някои производители на съединения са предпазливи и не говорят открито за запълването на TiO2, защото се страхуват, че ако клиентите знаят за него, те могат да изискват намаляване на цената.
Въпреки че те предупреждават показва информация за помощните вещества на ТЮ2, които те могат да използват, основните производители на багрило концентрати, като Ampacet, подразделение Div.kompanii Мастербачи Clariant, М.А. Хана Цвят, Teknor Цвят и WedTech, показват, че те винаги се опитват да намерят по-добри алтернативи, особено ако те дават умерено непрозрачност.
Кърнс от М.А. компанията Hanna Цвят каза специално микронизиран калциниран каолин с размер на частиците от 0.9 микрона обикновено може да замени TiO2 концентрация от 15%, като се поддържа приемлив яркост (96% GE яркост) и само леко помътняване намаление. Той отбелязва, че фино разделен бариев сулфат с големина на частиците от 8.5 микрона може да се използва с почти същата степен на заместване от ТЮ2, но ще имат ниска яркост (93%) и по-висока цена.
Чрез каза, че компанията Ampacet Corp. пълнители считат като метод за намаляване на разходите чрез минимизиране на използването на смола, вместо TiO2 съдържание. Например, като алтернатива на конвенционалните бяло матерна на 50% ТЮ2 / 50% PE, Ampacet Company предлага смес, съдържаща 50% ТЮ2, 25% калциев карбонат и 25% PE. Друг състав съдържа 40% ТЮ2, 30% и 30% от литопон смола. Минало, казва, че тя дава по същество същата като непрозрачността матерна на 50% TiO2, но тя има "по-нежен и мек бял", защото е по-малко абразив. Двете матерните бяха приложени за приблизително 7-12% под цената на стандартен продукт 50% ТЮ2. Друг начин да получите повече за парите си и запишете на цената на смолата е използването на пълни концентрат, например, 80% от TiO2, като Съвет на директорите Ampacet маркетинг Франк Ayenotti.
Rick Tizzard, търговски директор WedTech, казва: "пълни с бял оцветител, който най-често се използва в производството на филм, съдържа 50% ТЮ2, 20% калциев карбонат и 30% от смолата субстрат". Предложени WedTech изпълнение, марка 1022, предназначен за производството на хранителни торбички, и обикновено се намира на 1-2 ¢ за паунд по-малко от стандартната матерната с 50% ТЮ2. Rick Tizzard отбелязва, че, въпреки присъствието на калциев карбонат се малко за подобряване на непрозрачността, добавя стабилност балон в производството на разпенен слой. Компенсиране точка тук е фактът, че, както казва той, на TiO2 са добавени пълнители, плътност на крайния продукт, който може да компенсира някои икономии.
Wedtech Компанията е разработила нов бял матерна, която използва собствен автомобил. Матерна WT-164 е предназначен за производството на бели пакети ризи, и това се смята, че тя дава добра непрозрачност. Компанията препоръчва като алтернатива на матерна с 50% -TiO2 да има спестявания от около 2 ¢ за фунт.
Свързани статии