{"id":11290,"date":"2025-02-26T01:20:00","date_gmt":"2025-02-26T01:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/rawchemicalmart.com\/?p=11290"},"modified":"2026-02-09T09:08:48","modified_gmt":"2026-02-09T09:08:48","slug":"how-to-choose-titanium-dioxide-pigments-for-powder-coatings","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rawchemicalmart.com\/it\/how-to-choose-titanium-dioxide-pigments-for-powder-coatings\/","title":{"rendered":"Come scegliere i pigmenti di biossido di titanio per rivestimenti in polvere"},"content":{"rendered":"

Astratto<\/h2>\n\n\n\n

I rivestimenti in polvere presentano eccellenti propriet\u00e0 ambientali e un'efficacia superiore. Questo articolo illustra come selezionare i pigmenti di biossido di titanio pi\u00f9 adatti per i rivestimenti in polvere, suggerendo di considerare le seguenti propriet\u00e0 del biossido di titanio:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Tipo di biossido di titanio;<\/li>\n\n\n\n
  2. Trattamento superficiale del biossido di titanio;<\/li>\n\n\n\n
  3. Distribuzione granulometrica delle particelle di biossido di titanio;<\/li>\n\n\n\n
  4. valore del pH del biossido di titanio;<\/li>\n\n\n\n
  5. Contenuto di umidit\u00e0 del biossido di titanio.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Introduzione<\/h2>\n\n\n\n

    I rivestimenti in polvere, in quanto rappresentanti rivestimenti privi di solventi e ad alto contenuto di solidi, presentano emissioni di composti organici volatili (COV) significativamente inferiori rispetto ai tradizionali rivestimenti a base di solvente; alcuni prodotti raggiungono addirittura zero emissioni COV.<\/p>\n\n\n\n

    I rivestimenti in polvere sono composti da polimeri come resina poliestere, poliuretano, acido poliacrilico e resina epossidica, miscelati uniformemente con pigmenti e additivi. I rivestimenti in polvere sono facili da applicare e spesso richiedono una sola mano per soddisfare i requisiti di utilizzo. Con un buon controllo del processo, il film di rivestimento \u00e8 generalmente privo di pori e presenta un'eccellente resistenza agli acidi e agli alcali, nonch\u00e9 alla corrosione.<\/p>\n\n\n\n

    I settori che utilizzano principalmente rivestimenti in polvere includono la produzione di mobili, di elettrodomestici e utensili da cucina, l'industria dei tubi in acciaio, l'industria automobilistica, l'industria dei macchinari agricoli, delle attrezzature antincendio, l'industria elettrica e l'edilizia.<\/p>\n\n\n\n

    Propriet\u00e0 del biossido di titanio<\/h2>\n\n\n\n

    Il componente principale del biossido di titanio \u00e8 il TiO\u2082, attualmente il pigmento bianco pi\u00f9 efficace. Grazie al suo elevato indice di rifrazione, il biossido di titanio ha una migliore capacit\u00e0 di diffusione della luce rispetto ad altri pigmenti bianchi, garantendo un'eccellente copertura nelle applicazioni di rivestimento.<\/p>\n\n\n\n

    Gli indici di rifrazione dei pigmenti bianchi pi\u00f9 comuni sono riportati nella Tabella 1. I rivestimenti a base di biossido di titanio servono a coprire, abbellire e proteggere i substrati, prevenendo la ruggine e la corrosione causate da luce, calore e umidit\u00e0. In sintesi, le funzioni principali del biossido di titanio nell'industria sono "coprire, abbellire e proteggere".<\/p>\n\n\n

    \n\n\n\n\t\n\n\t\n\t\n\t\n\t
    Sostanza<\/th>Indice di rifrazione<\/th>Sostanza<\/th>Indice di rifrazione<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
    biossido di titanio rutilo<\/td>2.71<\/td>Carbonato basico di piombo<\/td>2<\/td>\n<\/tr>\n
    Biossido di titanio anatasio<\/td>2.52<\/td>Solfato basico di piombo<\/td>1.93<\/td>\n<\/tr>\n
    solfuro di zinco<\/td>2.37<\/td>solfato di bario<\/td>1.64<\/td>\n<\/tr>\n
    ossido di zinco<\/td>2.02<\/td>Talco<\/td>1.87<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n\n\n\n

    Tabella 1: Indici di rifrazione dei pigmenti bianchi comuni<\/p>\n\n\n\n

    L'importante ruolo del biossido di titanio nei rivestimenti in polvere<\/h2>\n\n\n\n

    Nella progettazione della formulazione dei rivestimenti in polvere, la combinazione di resina e reticolante \u00e8 spesso considerata il fattore principale che influenza le prestazioni, il che porta a notevoli sforzi nello sviluppo di resine e reticolanti. Tuttavia, ci\u00f2 non significa che il biossido di titanio sia meno importante o possa essere modificato a piacimento. Il biossido di titanio influisce in modo significativo sulla produzione, l'applicazione e le propriet\u00e0 del film dei rivestimenti in polvere.<\/p>\n\n\n\n

    Durante la produzione, la disperdibilit\u00e0 del biossido di titanio influisce direttamente sull'efficienza di miscelazione e sulla dispersione del fuso durante l'estrusione, nonch\u00e9 sulla capacit\u00e0 produttiva. Durante il processo di polimerizzazione, le propriet\u00e0 superficiali del biossido di titanio influenzano la fluidit\u00e0 del fuso, la velocit\u00e0 di polimerizzazione e l'ingiallimento durante la sovracottura.<\/p>\n\n\n\n

    In termini di prestazioni del film, il biossido di titanio influisce sulla copertura, sulla brillantezza e sulla resistenza agli agenti atmosferici del rivestimento. Pertanto, la scelta del biossido di titanio appropriato \u00e8 fondamentale nello sviluppo di rivestimenti in polvere.<\/p>\n\n\n\n

    Nella scelta del biossido di titanio, considerare le seguenti propriet\u00e0:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    1. Tipo di biossido di titanio;<\/li>\n\n\n\n
    2. Trattamento superficiale del biossido di titanio;<\/li>\n\n\n\n
    3. Distribuzione granulometrica delle particelle di biossido di titanio;<\/li>\n\n\n\n
    4. valore del pH del biossido di titanio;<\/li>\n\n\n\n
    5. Contenuto di umidit\u00e0 del biossido di titanio.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

      (1) Tipo di biossido di titanio<\/h3>\n\n\n\n

      Il biossido di titanio commerciale pu\u00f2 essere suddiviso in due tipi principali: anatasio e rutilo. Le caratteristiche cristalline e le costanti fisiche del biossido di titanio sono riportate nella Tabella 2.<\/p>\n\n\n\n

      A causa delle differenze nella struttura chimica, sebbene entrambi siano biossido di titanio, le loro prestazioni variano. I rivestimenti realizzati con biossido di titanio anatasio sono soggetti a sfarinamento sotto la luce solare, mentre quelli realizzati con biossido di titanio rutilo hanno migliori propriet\u00e0 anti-sfarinamento. Pertanto, si raccomanda il biossido di titanio rutilo.<\/p>\n\n\n

      \n\n\n\n\t\n\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t
      Propriet\u00e0<\/th>Rutilo<\/th>Anatasio<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
      Sistema cristallino<\/td>Tetragonal<\/td>Tetragonal<\/td>\n<\/tr>\n
      Forma di cristallo<\/td>Aghiforme<\/td>A forma di cono<\/td>\n<\/tr>\n
      d\uff08\u03bcm\uff09<\/td>0.2-0.5<\/td>0.1-0.5<\/td>\n<\/tr>\n
      Densit\u00e0 relativa<\/td>4.2-4.3<\/td>3.8-3.9<\/td>\n<\/tr>\n
      Indice di rifrazione<\/td>2.71<\/td>2.52<\/td>\n<\/tr>\n
      Durezza Mohs<\/td>6-7<\/td>5.5-6<\/td>\n<\/tr>\n
      Punto di fusione<\/td>1858\u00b0C<\/td>Si trasforma in rutilo<\/td>\n<\/tr>\n
      Calore specifico Cal\/\u2103.g<\/td>0.17<\/td>0.17<\/td>\n<\/tr>\n
      Tasso di assorbimento UV%<\/td>90<\/td>67<\/td>\n<\/tr>\n
      Copertura m2\/kg<\/td>30.1<\/td>23.6<\/td>\n<\/tr>\n
      Forza colorante (Reynolds)<\/td>1650<\/td>1270<\/td>\n<\/tr>\n
      Costante del reticolo<\/td>\u03b1=0,459<\/td>\u03b1=0,378<\/td>\n<\/tr>\n
      c=0,296<\/td>c=0,95<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n\n\n\n

      Tabella 2: Caratteristiche cristalline e costanti fisiche del biossido di titanio<\/p>\n\n\n\n

      (2) Trattamento superficiale del biossido di titanio<\/h3>\n\n\n\n

      Per consentire al biossido di titanio di svolgere funzioni specifiche nei diversi sistemi di verniciatura a polvere, durante la produzione vengono applicati diversi trattamenti superficiali. Ad esempio, l'allumina idrata (idrossido di alluminio) viene utilizzata per migliorare la disperdibilit\u00e0 e la lucentezza, mentre la silice idrata e la zirconia idrata vengono utilizzate per migliorare la resistenza agli agenti atmosferici.<\/p>\n\n\n\n

      Trattamenti superficiali organici come polioli, ammine o silani vengono utilizzati per migliorare la bagnabilit\u00e0 e la fluidit\u00e0. Il grado di bianco del biossido di titanio dipende dal contenuto di TiO2; livelli pi\u00f9 elevati di agenti di trattamento superficiale riducono il contenuto di TiO2, influenzando il grado di bianco. Pertanto, per ottenere un grado di bianco pi\u00f9 elevato nei rivestimenti, \u00e8 preferibile il biossido di titanio con livelli pi\u00f9 bassi di agenti di trattamento superficiale.<\/p>\n\n\n\n

      La lucentezza del film di rivestimento dipende non solo dalla resina e dalla formulazione, ma anche dal trattamento superficiale del biossido di titanio. Il trattamento superficiale con allumina favorisce la dispersione del biossido di titanio nel sistema di resina, migliorandone le propriet\u00e0 ottiche come la lucentezza e la copertura. Anche la cristallinit\u00e0 dell'allumina contribuisce al miglioramento della lucentezza.<\/p>\n\n\n\n

      Per rivestimenti semilucidi o opachi, \u00e8 possibile scegliere il biossido di titanio con trattamento superficiale in silice. Il biossido di titanio commerciale presenta spesso trattamenti superficiali sia con allumina che con silice, classificati in tipologie ad alta brillantezza, lucide e opache in base alla funzionalit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

      Il trattamento superficiale della silice pu\u00f2 essere adsorbito debolmente o precipitato. Il trattamento adsorbito debolmente si traduce in una struttura superficiale soffice, particelle di dimensioni maggiori, una maggiore area superficiale effettiva e un maggiore assorbimento di olio. Questa struttura contribuisce a migliorare la copertura del film secco evitando eccessivi affollamenti ed effetti spaziali.<\/p>\n\n\n\n

      Il trattamento precipitante prevede l'avvolgimento stretto della silice attorno alle particelle di TiO2, come una copertura di cioccolato. Questa struttura compatta riduce l'interazione tra gli ioni di titanio attivi sulla superficie del TiO2 e i polimeri esterni, prevenendo ingiallimento, scolorimento o sfarinamento.<\/p>\n\n\n\n

      Pertanto, il biossido di titanio pu\u00f2 essere suddiviso in due tipologie, una resistente alle intemperie per esterni e una per interni, in base alla resistenza alle intemperie, con diverse applicazioni illustrate nelle immagini TEM nella Figura 1.<\/p>\n\n\n\n

      \"\"<\/figure>\n\n\n\n

      Figura 1: Immagini TEM del biossido di titanio<\/p>\n\n\n\n

      Le propriet\u00e0 del biossido di titanio possono essere distinte dal trattamento superficiale, ma le caratteristiche chimiche e strutturali dettagliate richiedono un confronto con il personale tecnico per selezionare il biossido di titanio pi\u00f9 adatto alla progettazione del prodotto.<\/p>\n\n\n\n

      (3) Distribuzione dimensionale delle particelle di biossido di titanio<\/h3>\n\n\n\n

      La granulometria del biossido di titanio determina la tonalit\u00e0 di colore del film di rivestimento. Per ottenere prestazioni ottiche ottimali, il biossido di titanio viene in genere prodotto con una granulometria di circa 0,2 micron, con una curva di distribuzione compresa tra 0,15 e 0,3 micron.<\/p>\n\n\n\n

      Le particelle pi\u00f9 piccole diffondono pi\u00f9 luce blu, dando origine a una tonalit\u00e0 "blu-bianca", mentre le particelle pi\u00f9 grandi tendono a una tonalit\u00e0 "giallo-bianca". La relazione tra dimensione delle particelle e potere di diffusione \u00e8 illustrata nella Figura 2. Tuttavia, l'ingiallimento della polvere di biossido di titanio pu\u00f2 verificarsi a causa di residui di ioni di vanadio o ferro derivanti da una purificazione incompleta durante la produzione.<\/p>\n\n\n\n

      Pertanto, quando si specifica una particolare tonalit\u00e0 di colore per i rivestimenti in polvere, \u00e8 necessario prestare attenzione alla granulometria e alla distribuzione del biossido di titanio. Oltre alla disperdibilit\u00e0, la granulometria influisce anche sulla copertura, come mostrato in Figura 3.<\/p>\n\n\n\n

      \"\"<\/figure>\n\n\n\n

      (4) Valore pH del biossido di titanio<\/h3>\n\n\n\n

      Il valore di pH del biossido di titanio ha generalmente un impatto pi\u00f9 significativo sui rivestimenti a base d'acqua, influenzando le prestazioni di disperdenti e addensanti. Nei rivestimenti in polvere, il valore di pH deve essere considerato in base alla concentrazione di acido libero nella resina o al tipo di accelerante utilizzato.<\/p>\n\n\n\n

      Nei processi catalizzati da acidi, il biossido di titanio con un pH elevato pu\u00f2 neutralizzare il catalizzatore, causando una polimerizzazione incompleta e una riduzione della durezza del film. Il biossido di titanio con un pH basso pu\u00f2 accelerare la catalisi acida, causando una polimerizzazione eccessiva e difetti superficiali. Generalmente si raccomanda un valore di pH di 7-8.<\/p>\n\n\n\n

      (5) Contenuto di umidit\u00e0 del biossido di titanio<\/h3>\n\n\n\n

      La polvere di biossido di titanio pu\u00f2 assorbire l'umidit\u00e0 dall'ambiente, aumentandone il contenuto di umidit\u00e0. Un contenuto di umidit\u00e0 pi\u00f9 elevato pu\u00f2 causare scarsa dispersione, ridotta fluidit\u00e0, intasamento delle tubazioni e difetti superficiali come grinze, fori e occhi di pesce nel film di rivestimento.<\/p>\n\n\n\n

      L'entit\u00e0 dell'adsorbimento di umidit\u00e0 \u00e8 correlata alla concentrazione degli agenti di trattamento superficiale; generalmente, livelli pi\u00f9 elevati di agenti di trattamento aumentano l'adsorbimento di umidit\u00e0. Pertanto, \u00e8 essenziale controllare la temperatura e l'umidit\u00e0 dell'ambiente di stoccaggio. La temperatura di magazzino raccomandata \u00e8 inferiore a 27 \u00b0C, con un'umidit\u00e0 relativa non superiore a 75 \u00b0C (1 TP3 T). Per prevenire "tempeste di polvere", \u00e8 necessario migliorare la ventilazione per mantenere la circolazione dell'aria e ridurre la concentrazione di polvere interna.<\/p>\n\n\n\n

      Il contenuto di umidit\u00e0 delle polveri, compresi biossido di titanio e riempitivi, non deve superare 0,5%.<\/p>\n\n\n\n

      4. Metodi di valutazione per l'idoneit\u00e0 del biossido di titanio nei rivestimenti in polvere<\/h2>\n\n\n\n

      Come altre materie prime, il biossido di titanio non pu\u00f2 soddisfare tutti i requisiti di progettazione. Pu\u00f2 eccellere in alcune propriet\u00e0, ma avere effetti negativi in altre. Pertanto, nella scelta del biossido di titanio, \u00e8 necessario considerare le caratteristiche del prodotto.<\/p>\n\n\n\n

      La valutazione dell'idoneit\u00e0 del biossido di titanio \u00e8 in genere suddivisa in tre propriet\u00e0 principali:<\/p>\n\n\n\n

        \n
      1. Propriet\u00e0 della polvere: distribuzione della finezza, scorrevolezza della polvere e attivit\u00e0 di gelificazione.<\/li>\n\n\n\n
      2. Prestazioni ottiche del rivestimento: colore, copertura, brillantezza (20\u00b0, 60\u00b0) e ingiallimento durante la cottura eccessiva.<\/li>\n\n\n\n
      3. Propriet\u00e0 meccaniche del rivestimento: durezza, resistenza ai solventi, flessibilit\u00e0 e resistenza agli urti.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

        5. Conclusion<\/h2>\n\n\n\n

        Nella progettazione della formulazione di un rivestimento in polvere, spesso vengono apportate modifiche in base a diverse esigenze. La formulazione di base include tipicamente resina, reticolante, pigmento, riempitivo e altri additivi. Il biossido di titanio \u00e8 un componente essenziale dei rivestimenti in polvere.<\/p>\n\n\n\n

        Questo articolo si propone di fornire una nuova prospettiva per la ricerca e lo sviluppo nel settore dei rivestimenti e del biossido di titanio. Offre un valore di riferimento per la produzione di biossido di titanio, lo sviluppo di nuovi prodotti a base di biossido di titanio e l'applicazione del biossido di titanio nei rivestimenti in polvere.<\/p>\n\n\n\n

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        L'articolo illustra la selezione dei pigmenti di biossido di titanio per rivestimenti in polvere, sottolineandone propriet\u00e0 come tipologia, trattamento superficiale, granulometria, pH e contenuto di umidit\u00e0. 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