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新型颜料钛黑国内应用历程分析
 

钛黑又称亚氧化钛,主要成分为低价氧化钛(TinO2n-x),一般是以TiO2为原料加热还原制得。钛黑无化学毒害,热稳定性高,在水和树脂中分散性良好,且耐酸碱腐蚀和耐溶剂。此外,钛黑还具有良好的导电性,可作为高效环保的导电材料和抗静电材料用于电化学工程和半导体领域。

1钛黑基本信息

中文名

钛黑

中文别名

黑钛;亚氧化钛

英文名

Titan BlackTilox Black

CAS

51745-87-0

分子式

TinO2n-x

 

 

钛黑应用及背景

1. 化妆品行业

目前化妆品中常用的黑色无机颜料有炭黑和铁黑。其中,炭黑具有不易分散和含有对人体有害的致癌物34-苯并芘等缺点,而铁黑的不足则是具有磁性,易发生凝聚及热稳定性差。

钛黑是一种低价钛氧化物或混合价钛氧化物,钛黑的优点是黑色度纯正,热稳性很高,在树脂和水中具有良好的分散性,耐酸碱性、耐溶剂性好,无化学毒害;其粒径可以达到微米级或纳米级,有很强的着色能力,可以用于化妆品行业,如黑色睫毛膏、黑色眉笔、黑色眼线等。

2. 电子工业

2.1. 光屏蔽和黑色矩阵材料

为提高目前液晶显示器的对比度及显示品质,一般采用在彩色滤光片的条纹(stripe)及点(dot)间隙中,放置黑色矩阵,而该黑色矩阵的作用可防止因像素间的光泄漏,所引起的对比度下降及色纯度下降等缺失。

手机已成为目前不可或缺的人际交流工具。手机的今天,已经是智能手机和移动互联网的天下。而这些早期的手机在强光下的可视性在很长时间里是未能解决的技术问题。作为半透半散的材料,将纳米钛黑植入液晶屏幕,基本上满足了人们在户外使用手机的需求。此外,半透半散材料的应用,在很大程度上解决了户外媒体的可视性问题。

2.2. 移动电源

移动电源也是钛黑材料的重要应用。作为锂离子电池的阳极泥,钛黑可使电极材料的容量提升30%,同时,由于材料粒度小,有利于锂离子快速扩散,可加快的电池的充/放电速度,满足更多的电池应用。2015123日,小米发布的Note3手机时宣称其电池容量较常规电池容量高出30%,而电池质量仅增加了4克,其电池中应用了钛黑。

2.3. 打印、复印机部件材料(充电辊,电荷调节填料)

打印、复印机都包含鼓组件,包括充电辊磁棍鼓芯。充电辊是给鼓芯充电的,让它带电荷能把粉吸到鼓上;磁棍是吸粉的,供给鼓芯粉的;鼓芯是将磁棍上的粉吸上后,再转应到纸上,在鼓组件下面还有一个转印分离,是将鼓上的字拉到纸上,在将纸从鼓上拉下来。钛黑可以用于充电股上,用做电荷调节填料。

3. 电池领域

铅酸蓄电池:与塑料结合的符合材料可以做成板栅,提高了电池的寿命和比能。作为正极导电添加物可以提高正极活性物的成型性和利用率以及电流分布的均匀性。容量增加15%

锂电池:作为阴极替代石墨可减少充放电循环带来的电容衰减;

燃料电池、锌-空气电池和液流电池:由于其高导电性和耐腐性,是非常有前景的电极和双极材料。

4. 其他领域

九州领域:因其优异的化学稳定性和导电性,可用于氯碱工业,氯酸盐制造,重铬酸制备以及有机电合成;

电冶金领域:在高电流密度,高酸条件下不钝化不腐蚀而优于石墨和钛金属,作为电极用于电积锌,金属回收,电解氧化锰,金属箔生产以及印刷线路板蚀刻液的回用处理;

电镀领域:由于电解液中含有氟离子等强腐蚀性物质,常用阳极很易恶化,而亚氧化钛电极析氧过电位高,耐腐蚀性强,抗磨损,电极尺寸稳定;

环保行业和水处理领域:由于亚氧化钛电极的析氧电势高,有利于阳极氧化,可广泛应用于电催化降解有机污染物和垃圾渗滤液,电催化处理苯酚废水,印染废水处理,油田废水处理,医院污水处理以及电解海水制氢,海水淡化,电解水消毒和臭氧的制造;

阴极保护领域:现已实际应用于储油罐,船舶,码头,桥梁和钢筋混凝土的防腐、土壤的阴极保护;

 

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