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        新型顏料鈦黑國內應用歷程分析
         

        鈦黑又稱亞氧化鈦,主要成分為低價氧化鈦(TinO2n-x),一般是以TiO2為原料加熱還原制得。鈦黑無化學毒害,熱穩定性高,在水和樹脂中分散性良好,且耐酸堿腐蝕和耐溶劑。此外,鈦黑還具有良好的導電性,可作為高效環保的導電材料和抗靜電材料用于電化學工程和半導體領域。

        1鈦黑基本信息

        中文名

        鈦黑

        中文別名

        黑鈦;亞氧化鈦

        英文名

        Titan BlackTilox Black

        CAS

        51745-87-0

        分子式

        TinO2n-x

         

         

        鈦黑應用及背景

        1. 化妝品行業

        目前化妝品中常用的黑色無機顏料有炭黑和鐵黑。其中,炭黑具有不易分散和含有對人體有害的致癌物34-苯并芘等缺點,而鐵黑的不足則是具有磁性,易發生凝聚及熱穩定性差。

        鈦黑是一種低價鈦氧化物或混合價鈦氧化物,鈦黑的優點是黑色度純正,熱穩性很高,在樹脂和水中具有良好的分散性,耐酸堿性、耐溶劑性好,無化學毒害;其粒徑可以達到微米級或納米級,有很強的著色能力,可以用于化妝品行業,如黑色睫毛膏、黑色眉筆、黑色眼線等。

        2. 電子工業

        2.1. 光屏蔽和黑色矩陣材料

        為提高目前液晶顯示器的對比度及顯示品質,一般采用在彩色濾光片的條紋(stripe)及點(dot)間隙中,放置黑色矩陣,而該黑色矩陣的作用可防止因像素間的光泄漏,所引起的對比度下降及色純度下降等缺失。

        手機已成為目前不可或缺的人際交流工具。手機的今天,已經是智能手機和移動互聯網的天下。而這些早期的手機在強光下的可視性在很長時間里是未能解決的技術問題。作為半透半散的材料,將納米鈦黑植入液晶屏幕,基本上滿足了人們在戶外使用手機的需求。此外,半透半散材料的應用,在很大程度上解決了戶外媒體的可視性問題。

        2.2. 移動電源

        移動電源也是鈦黑材料的重要應用。作為鋰離子電池的陽極泥,鈦黑可使電極材料的容量提升30%,同時,由于材料粒度小,有利于鋰離子快速擴散,可加快的電池的充/放電速度,滿足更多的電池應用。2015123日,小米發布的Note3手機時宣稱其電池容量較常規電池容量高出30%,而電池質量僅增加了4克,其電池中應用了鈦黑。

        2.3. 打印、復印機部件材料(充電輥,電荷調節填料)

        打印、復印機都包含鼓組件,包括充電輥磁棍鼓芯。充電輥是給鼓芯充電的,讓它帶電荷能把粉吸到鼓上;磁棍是吸粉的,供給鼓芯粉的;鼓芯是將磁棍上的粉吸上后,再轉應到紙上,在鼓組件下面還有一個轉印分離,是將鼓上的字拉到紙上,在將紙從鼓上拉下來。鈦黑可以用于充電股上,用做電荷調節填料。

        3. 電池領域

        鉛酸蓄電池:與塑料結合的符合材料可以做成板柵,提高了電池的壽命和比能。作為正極導電添加物可以提高正極活性物的成型性和利用率以及電流分布的均勻性。容量增加15%

        鋰電池:作為陰極替代石墨可減少充放電循環帶來的電容衰減;

        燃料電池、鋅-空氣電池和液流電池:由于其高導電性和耐腐性,是非常有前景的電極和雙極材料。

        4. 其他領域

        化工領域:因其優異的化學穩定性和導電性,可用于氯堿工業,氯酸鹽制造,重鉻酸制備以及有機電合成;

        電冶金領域:在高電流密度,高酸條件下不鈍化不腐蝕而優于石墨和鈦金屬,作為電極用于電積鋅,金屬回收,電解氧化錳,金屬箔生產以及印刷線路板蝕刻液的回用處理;

        電鍍領域:由于電解液中含有氟離子等強腐蝕性物質,常用陽極很易惡化,而亞氧化鈦電極析氧過電位高,耐腐蝕性強,抗磨損,電極尺寸穩定;

        環保行業和水處理領域:由于亞氧化鈦電極的析氧電勢高,有利于陽極氧化,可廣泛應用于電催化降解有機污染物和垃圾滲濾液,電催化處理苯酚廢水,印染廢水處理,油田廢水處理,醫院污水處理以及電解海水制氫,海水淡化,電解水消毒和臭氧的制造;

        陰極保護領域:現已實際應用于儲油罐,船舶,碼頭,橋梁和鋼筋混凝土的防腐、土壤的陰極保護;