Los productos plásticos se utilizan ampliamente en todos los ámbitos de la industria de mi país. La industria del plástico es el segundo mayor usuario de dióxido de titanio. Desempeña un papel insustituible en muchas industrias, como la electrónica, las redes de información y la biomedicina. La producción de plásticos de China ocupa el primer lugar en el mundo y es también el mayor mercado mundial de plásticos. Según datos de la industria, la producción total de productos plásticos en China ha sido de 74,885 millones de toneladas en 2023, lo que supone un incremento interanual del 3,0%, respecto a los periodos anteriores.

En los plásticos con dióxido de titanio se utilizan polipropileno, PVC, poliestireno, etc. En la mayoría de los productos plásticos termoestables y termoplásticos, el colorante es principalmente dióxido de titanio, y su contenido suele oscilar entre el 0,5% y el 10%. Algunos plásticos especiales utilizan más dióxido de titanio, y su proporción en el masterbatch es del 40%-70%.

La aplicación de dióxido de titanio en productos plásticos, además de su alto poder cubriente, croma y buen rendimiento cuando se mezcla con otros pigmentos, también puede mejorar la resistencia al calor, la resistencia a la luz y la resistencia a la intemperie de los productos plásticos, proteger los productos plásticos de los rayos ultravioleta y mejorar la resistencia mecánica y las propiedades eléctricas de los productos plásticos. Es adecuado para casi todos los plásticos termoestables y termoplásticos, poliolefinas (principalmente polietileno de baja densidad), poliestireno, ABS (copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno), cloruro de polivinilo, etc. Puede mezclarse con polvo de resina y secarse, o mezclarse con líquido que contenga plastificante. Parte del dióxido de titanio se convierte primero en masterbatch a través de la fábrica intermedia antes de su uso.

Por lo tanto, el rendimiento del dióxido de titanio utilizado para plásticos es principalmente el tamaño de partícula fino y la distribución uniforme del tamaño de partícula para mejorar la capacidad de reflexión de longitudes de onda corta y hacer mejores productos plásticos. Además, los pigmentos de dióxido de titanio deben tener buena resistencia al calor y alta dispersabilidad. Por lo tanto, el dióxido de titanio para plásticos se divide generalmente en revestimiento inorgánico y tratamiento de revestimiento orgánico. Al igual que el sistema de recubrimiento, el tipo rutilo debe utilizarse para el dióxido de titanio para plásticos de exterior, y también pueden utilizarse otros tipos de anatasa.

Requisitos del dióxido de titanio para productos plásticos

Poder cubriente: el dióxido de titanio con un buen poder cubriente puede dar lugar a productos plásticos más ligeros y finos.

Blancura: determina el aspecto de los productos plásticos de color claro o blanco.

Dispersión: afecta al coste de producción de los productos plásticos. Una dispersión deficiente del dióxido de titanio en los productos plásticos afectará a la suavidad y el brillo de los productos.

Resistencia a la intemperie: los productos de plástico utilizados en exteriores y las puertas y ventanas de plástico deben garantizar la resistencia a la intemperie del dióxido de titanio.

La mayoría de las partículas de dióxido de titanio para plásticos son finas. Normalmente, el tamaño de las partículas de dióxido de titanio para revestimientos es de 0,2~0,4μm, mientras que el tamaño de las partículas de dióxido de titanio para plásticos es de 0,15~0,3μm. De este modo, se puede obtener una fase base azul, que tiene un efecto de apantallamiento en la mayoría de las resinas de fase amarilla o resinas propensas al amarilleamiento. Sin embargo, el dióxido de titanio para plásticos no puede utilizarse en revestimientos debido al pequeño tamaño de sus partículas y a su escasa durabilidad.

El dióxido de titanio ordinario para plásticos no suele someterse a un tratamiento de superficie inorgánico, sino orgánico (poliol, silano o siloxano). Esto se debe a que, por ejemplo, el dióxido de titanio recubierto con sustancias inorgánicas como la alúmina hidratada se utiliza en plásticos. Cuando la humedad relativa es del 60%, su equilibrio de adsorción de agua es de aproximadamente el 1%. Cuando el plástico se extruye a alta temperatura, la evaporación del agua provocará poros en la superficie lisa del plástico. Además, el dióxido de titanio para plásticos suele mezclarse en resinas de baja polaridad mediante un proceso de cizallamiento. El dióxido de titanio con tratamiento orgánico de superficie puede dispersarse relativamente bien bajo una fuerza mecánica de cizallamiento adecuada.

Dado que los productos plásticos son mucho más espesos que los recubrimientos de pintura y tinta, no requieren una concentración de volumen de pigmento demasiado alta. Además, tiene un alto poder cubriente y un fuerte poder tintóreo, y la dosificación general es sólo del 3%~5%. Se utiliza en casi todos los plásticos termoestables y termoplásticos. Puede mezclarse con polvo seco de resina o con plastificante líquido. Parte del dióxido de titanio se transforma en masterbatch antes de su uso.

Con la ampliación del ámbito de aplicación de los productos de plástico, muchos productos de plástico para uso exterior, como puertas y ventanas de plástico, materiales de construcción y otros productos de plástico, tienen elevados requisitos de resistencia a la intemperie. Además del uso de dióxido de titanio rutilo, también se requiere un tratamiento de superficie. Por lo general, en el tratamiento de superficie no se añade zinc, sino sólo silicio, aluminio, circonio, etc. El silicio tiene un efecto deshumidificador hidrófilo, que puede evitar la formación de poros en los plásticos debido a la evaporación de agua a alta temperatura durante la extrusión, pero la cantidad de estos agentes de tratamiento de superficie no suele ser demasiada.