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高度对二氧化钛面临可持续发展和循环问题

SpecialChem日- 2022年9月30日

标签:可持续发展/天然涂料汽车涂料建筑涂料

涂料行业可持续发展和循环的道路上可持续的油漆和涂料是那些减少危害环境的产品的整个生命周期,而不牺牲成本或性能。这包括使用安全、环保材料在涂料配方。

然而,可持续发展方面也已远远超出仅仅减少挥发性有机化合物挥发性)和其他对环境有害的组件。现在可持续性的定义还包括生命周期的所有方面(如配方、制造、应用和处理)。一个还必须考虑改善性能和耐久性降低维护和更换成本。

可持续发展问题超越了油漆和涂料生产配方中使用的原材料的供应商。例如,二氧化钛(TiO等色素₂)可以在实现全面可持续发展发挥重要作用。本文将回顾高度如何对待Ti-Pure™二氧化钛(TiO₂)从Chemours可以帮助构建油漆和终端用户提供增强的可持续性。这些色素开发高性能工业和建筑涂料。

油漆和涂料行业的可持续发展和循环

可持续性的努力常常做出良好的商业意识,承诺提供获得收益,节约成本,和其他福利,提升企业价值。对于大多数油漆供应商,可持续发展已经成为他们的营销策略的重要组成部分。例如,可持续性认证允许供应商通过证明他们的产品差异化满足关键的环境因素。

循环是一个更全面的方法。循环或循环经济定义为资源输入和废物再生系统,发射,和能量泄漏被放缓,最小化关闭,和缩小物质和能量循环(图1)。这可以通过前瞻性的设计相对于维护、修理、重用、再制造、翻新、回收。循环经济在一个额外的重点是提高产品的寿命。

循环经济:“不浪费则不匮乏”

图1所示。循环经济

更常见的线性经济资源转化为产品最终注定要成为废物,因为他们一直在设计和制造的方式。这个线性的过程通常是由“做,浪费”。

一些产品可以从材料或设计制造,这样他们就可以被再利用或回收再造。然而,在几个行业(如涂料和粘合剂),循环可能是通过增强基质的寿命,减少更换和维护成本以及发展中选择油漆收集、回收和重用。

有很多方法让油漆和涂料行业可持续发展。一个简单的改变在一个小添加剂涂料配方能促进可持续发展在整个价值链。以这种方式添加剂是可持续发展的推动者。

色素是一个很好的例子。通常引入量小但影响配方和性能特性和对可持续发展的影响在整个价值链可以引人注目。生命周期评估(LCA)形成一个坚实的基础为整体或详尽的配方选择,原料不是孤立地,但考虑到它们对性能的影响在整个生命周期的最终画。

TiO的函数₂颜料在涂料

TiO₂在两个水晶structures-anatase和金红石商用。金红石TiO₂颜料是首选,因为他们更有效地散射光线,更稳定,更耐用比锐钛矿颜料。TiO₂商业生产的硫酸氯或流程。一般来说,氯化生产过程提供废物处理和能源优势硫酸过程。

TiO₂是最重要的白色颜料用于涂料行业。广泛应用,因为它有效地散射可见光,从而传授白度、亮度和不透明涂层结合起来。的主要控制的不透明度在白漆电影和亮度取决于光的散射(弯曲)。

最有效的光散射,TiO₂色素直径应略低于1/2散射光的波长。商业TiO₂颜料对涂层平均直径0.2 - -0.3µm。光散射还受到粒子间距的影响。TiO之间的距离₂减少,粒子散射效率显著降低导致减少遮盖力(图2)。

相对散射功率的函数二氧化钛颜料分离

图2。相对散射功率TiO的函数₂色素分离

一种提供TiO之间的间距₂粒子是外套颜料表面以一种受控制的方式。表面涂层作为一个物理隔离,保持分离邻TiO₂衍射光散射粒子和最小化损失效率随着色素浓度的增加。

TiO₂也是独一无二的,它结合了高折射率与高度的透明度在光谱的可见区域。这种组合提供了涂料配方设计师路线高度不透明、明亮的白人或调最小膜厚。图3显示了一个实用的示范效应的折射率不透明度。电影被制定在恒定体积百分比色素丙烯酸汽车。这部电影由金红石TiO₂隐藏衬底的最完整的工作。

$Effect of Refractive Index on Opacity$
图3。折射率对透明度的影响

Chemours TiO₂高治疗成绩(Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™ts - 6300)

Chemours油漆的技术专长和理解应用程序启用高质量的生产Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™ts - 6300TiO₂颜料。都是金红石颜料的表面处理加工过程中确保(1)实现提供最大TiO粒子分离₂效率和TiO的遮盖力和(2)₂在颜料粒子不解决或丛。的属性Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™ts - 6300提供了表1。高品质Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™ts - 6300 TiO₂颜料有良好的加工性能色散特性确保批量一致性。

财产	价值
财产	Ti-Pure™ts - 6200	Ti-Pure™ts - 6300
TiO₂,wt %	93年	> 82
比重	4.0	3.7
比容值、L /公斤(加/磅)	0.25 (0.03)	0.27 (0.032)
CIE颜色L *	99.4	One hundred.
pH值	8	9
炭黑的含意	13	10

表1。分析和物理性质Ti-Pure™金红石TiO₂颜料

Ti-Pure™ts - 6200对夫妻一个先进的硅涂层技术与一个专用有机表面处理为最优粒子距离,优越的可分散性,以最小的光催化降解。这种新技术代表的传统硅封装方法显著提高大多数超耐磨拽着颜料。这个产品设计扩展了生命关键应用改善涂料的产品生命周期的可持续性。

Ti-Pure™ts - 6200提供了:

高遮盖力,
高初始光泽
优异的保光性,
优越的耐用性,
粉笔的阻力,
良好的加工性能。

下载案例研究更多关于这些特性的数据

它被认为是一个专业颜料高光泽的应用程序:汽车涂料、卷材涂料、工业涂料、耐用和氟聚合物涂料。

Ti-Pure™ts - 6300粒度也在优化,和表面氧化处理提供了物理间距TiO₂效率最大化,同时保持最高水平的电影的完整性。它提供例外最大亮度和遮盖力。它主要是用于在高质量平建筑涂料含有高水平的填充剂和TiO₂制定接近或高于临界颜料体积浓度(CPVC)。的耐候性Ti-Pure™ts - 6300适用于许多内部和外部的建筑涂料。改进TiO₂间距导致减少水,材料,能源使用和支持一个更可持续的产品设计。

TiO₂颜料一般和Ti-Pure™ts - 6300和Ti-Pure™ts - 6200特别使可持续发展在整个价值链从原材料选择到涂料配方和制造和最终用途。以下部分将描述如何将这些色素提供增值的整体可持续发展签名油漆和涂料。

Chemours谈到TiO的三个司机₂的行业,学习可持续性就是其中之一> > >

通过选择原材料的可持续性

这一切都始于正确的原材料的选择。当然,正确的原材料必须最终生产出的产品,满足经济和性能规范。然而,原材料也应该是可持续的。材料是可持续的,如果他们不应变环境在其生产、使用或处理。他们也不能产生不利影响个人的健康和福祉,接触到的材料。

钛是世界上最丰富的元素和TiO的第九位₂是金属的氧化物,它自然发生在岩石和矿石。TiO₂对整体油漆成本的影响是复杂的,并且经常节约成本可以通过使用TiO更高质量₂色素。

氯硫酸生产过程提供了生产和质量优势的过程。目前,氯化过程提供了更严格的产品控制和劳动密集型不如硫酸过程。氯的过程也是对环境安全的主要是由于硫酸过程中产生的废物。

没有现实的TiO的替代品₂色素可用。没有其他色素给接近相同的性能,如不透明度、亮度耐用性。你必须使用至少三倍的油漆与最近的选择(即得到相同的报道。6外套而不是两个)。

健康和安全

遗留的约100年的安全生产和安全的商业使用大量的行业,二氧化钛对社会带来了重大的利益。TiO₂颜料不能燃烧或爆炸,作为干粉和水泥浆。干颜料和水泥浆具有腐蚀性或活性。

长期研究表明,二氧化钛的使用和生产不伤害人类。它不是危险没有极端的吸入条件承认的分类。欧洲领先的制造商和供应商的二氧化钛形成二氧化钛工业财团(TDIC)管理达到TiO的登记₂和相关物质。TiO₂不受任何限制或授权。

生命周期方法在选择原材料

许多构建评估的潜在环境影响他们的产品通过估算与制造业相关的温室气体排放一公升的油漆。然而,单独的环境影响原材料不捕获的总体影响油漆的使用。这些狭隘的地方主义观点在配方与意想不到的后果可能会导致错误的决定和成本。

TiO的₂产业是减少其碳足迹。二氧化钛制造商协会(TDMA)开创了生命周期评价方法计算碳足迹行业平均水平,帮助行业监控和测量其性能。TDMA鼓励其客户和供应商使用这些数据来帮助他们评估自己的产品环境足迹含有TiO的产品₂。

构建应该采取一个更全面的方法来评估产品在其全生命周期的影响。通过检查涂料”构建“从摇篮到坟墓”或“生命周期”的影响,做出更好的决定哪些材料可以使用基于他们的真实生命周期的影响。

看看Chemours方法测量涂层的总碳足迹> > >

上游可持续的解决方案(配方和制造)

把这个整体的、系统的方法,构建和油漆制造商可能会出人意料的方式实现更可持续的产品(表2)。这种方法可用于测量”可在“环境的影响。

高品质TiO₂颜料像Ti-Pure™ts - 6200或Ti-Pure™ts - 6300不仅提高构建的可持续性的方法,但这些颜料还可以减少原材料的使用,废物产生,甚至减少用水将在下一节中所示。

价值	结果
原材料的使用	TiO₂是最适合白色颜料在涂料获得白度和遮盖力。效率高的Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™ts - 6300是由于大的折射率,最佳粒径和表面处理。低质量TiO₂光散射比其高质量的同行。
颜色	作为颜料,TiO₂具有良好的光散射特性和用于各种各样的应用程序,需要白色的不透明度和亮度。
着色力	着色力描述的能力增加白度和亮度的颜色着色颜料。
减少能源使用和节省了时间	要求减少分散剂Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™ts - 6300减少研磨时间和可能消除不必要的铣削操作。这些优势可以提供一个非常具有成本效益的方式增加生产能力。
减少分散剂	通过使用Ti-Pure™ts - 6300和Ti-Pure™ts - 6300 TiO₂成绩,采用可以降低所需的分散剂,因为分散剂更有效地结合到表面的色素。例如,Ti-Pure™ts - 6200需要50 - 75%少比其他TiO分散剂₂颜料。
粘度稳定在存储	Ti-Pure™TiO₂粒子表面处理,以确保他们不解决或土块在油漆。高分散度降低聚合形成的数量。
无危险的	TiO₂是一种耐热无机物质,不易燃、不溶性,而不是分类为危险根据联合国(UN)全球化学品统一分类和标签制度(gh)。
杂交	高品质TiO₂色素提供涂料配方,可以有多个功能。这种杂交效应使涂层更加努力在不同的应用程序,不需要特定的配方用于多个应用程序。

表2。在选择TiO的价值₂颜料

下游可持续的解决方案

因为TiO₂的独特属性,有许多有益TiO的特征₂油漆颜料,传递给最终用户,如表3所示。Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™TiO ts - 6300高质量₂颜料生产油漆保护和保存他们应用的基质,从而节约能源和物质资源。

财产	价值
遮盖力	油漆的遮盖力是衡量能力的模糊的背景对比鲜明的颜色,和结果从入射光之间的相互作用和颜料在漆膜。
传播速度	高遮盖力导致高传播率(减少油漆的使用)。
耐气候性(保留颜色、光泽的保留,粉化,附着力和电影完整、防腐)	耐气候性是一个用于描述各种变化在外观和功能价值服务。这些属性控制主要是通过公式(例如,选择车辆、扩展器、颜料体积浓度、等等,相对独立的TiO的年级₂使用)。然而,粉笔阻力,保留颜色(有色颜料)和光泽,和抗变色发霉和污垢收集可以通过TiO的影响₂品位的选择。
防紫外线	TiO₂吸收紫外线。当TiO₂颜料是合并在一个聚合物,它可以防止褪色,开裂,削弱。TiO的表面处理₂可以进一步改善这个属性。
长寿	当用于油漆或涂料系统,TiO₂有助于保持长寿的油漆和持续的保护漆表面。
节约能源	亮度TiO₂可以授予浅色油漆,暗的颜色相比,减少所需要的能量光建筑物的内部。在外部应用程序TiO赋予的清凉₂彩色表面会导致相当大的节约能源在温暖和热带地区受光的反射,可以减少对空调的需要。

表3。TiO的特点₂提供给终端用户

的更大的光散射效率Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™ts - 6300高遮盖力和扩散率。涂料和高传播率减少的总量油漆需要覆盖表面,因此每平方米减少碳足迹。长久的油漆,需要一个外套是更好的环境。摇篮到坟墓的碳足迹的Ti-Pure™比其他颜料画小22%。

由此产生的价值最终用户包括:

一个外套覆盖和可能的消除底漆减少制定产品和原料的用量。
更少的外套会导致画家所需的时间更少。
减少废物产生的数量(例如,钢罐、塑料容器、掩蔽膜,等),最终将进入垃圾填埋场。
减少水的使用,一个关键的资源。水是用于水性涂料的配方和清洗附属设备如刷子、滚筒,喷雾器。

TiO₂颜料可以帮助促进一个更可持续的环境,帮助保持长寿的油漆和持续的保护漆表面。这节省了能源和材料资源的生命周期画产品。有额外的性能好处少用分散剂影响油漆的质量。例如,油漆,使用更少的分散剂往往产生电影用更少的水敏感性、强粘附基质,降低硬度,耐湿度大。

TiO₂也增强了涂层的耐紫外线,因为色素吸收紫外线light-forming自由基(光催化)。TiO的表面处理₂可以进一步改善这个属性。具体表面处理TiO的年级₂会影响涂层的户外耐久性。耐用,超耐磨TiO₂成绩包括一层二氧化硅的应用在颜料生产防止激进的形成。

Ti-Pure™ts - 6200是一种高表面TiO治疗₂色素减少光催化和提供耐紫外线。这一创新技术结合了先进的硅涂层专用表面处理。它标志着一个重大的进步在硅封装大多数超耐磨TiO₂颜料。油漆配方的耐候性Ti-Pure™颜料也留下了持久,耐洗的表面抗褪色、保光性和粉化。

Ti-Pure™ts - 6200提供了最高程度的耐用性和使用在要求室内和室外应用如汽车涂料和工业涂料抗寒耐热的。的耐候性Ti-Pure™ts - 6300是足够的对于许多外墙涂料。它是专门为高中档平建筑涂料质量。

TiO₂颜料也提高画的可持续性结构通过减少结构的能源成本在几个方面。

TiO的亮度₂授予浅色油漆可以减少所需要的能量光建筑物的内部。
TiO₂颜料具有生成的属性,以反映热红外射线的太阳。

TiO₂ 颜料用于油漆应用于建筑物的外部表面可以帮助减少热量积聚。“降温屋顶”,那些涂上白色或浅色涂料,可以显著降低热量积聚在建筑和其他结构(例如,校车,扶手,保护层)。这有助于减少能量,否则会被冷却空调等设备。

探索新方法和演示TiO的工具₂选择可以降低涂料的环境影响。参加研讨会的专家团队从Chemours。

结论:为什么Chemours Ti-Pure™TiO₂

TiO₂颜料是创新的推动者和可持续性。油漆构建,通过全面的方法来选择材料,可以提高资源效率和环境健康在整个价值链。

高度对待TiO₂色素如Chemours Ti-Pure™ts - 6200和Ti-Pure™ts - 6300不仅可以提高遮盖力和优化节能,而且改善加工性能和油漆耐力更大的寿命和降低维护成本。