Muovituotteita käytetään laajasti maani teollisuuden kaikilla elämänaloilla. Muoviteollisuus on toiseksi suurin titaanidioksidin käyttäjä. Sillä on korvaamaton rooli monilla teollisuudenaloilla, kuten elektroniikassa, tietoverkoissa ja biolääketieteessä. Kiinan muovituotanto on maailman ensimmäisellä sijalla ja on myös maailman suurin muovimarkkina. Alan tietojen mukaan muovituotteiden kokonaistuotanto Kiinassa on 74,885 miljoonaa tonnia vuonna 2023, mikä on 3,0 prosentin vuosikasvu-verrattuna-vuotta.
Polypropeenia, PVC:tä, polystyreeniä jne. käytetään titaanidioksidin muoveissa. Useimmissa kertamuovituotteissa väriaine on pääasiassa titaanidioksidia ja sen pitoisuus on yleensä 0,5-10 %. Jotkut erikoismuovit käyttävät enemmän titaanidioksidia, ja sen osuus masterbatchissa on 40–70 %.
Titaanidioksidin käyttö muovituotteissa, sen korkean peittokyvyn, kroman ja hyvän suorituskyvyn lisäksi muiden pigmenttien kanssa sekoitettuna, voi myös parantaa muovituotteiden lämmönkestävyyttä, valonkestävyyttä ja säänkestävyyttä, suojata muovituotteita ultraviolettisäteiltä ja parantaa muovituotteiden mekaanista lujuutta ja sähköisiä ominaisuuksia. Se soveltuu lähes kaikille kertamuoveille ja kestomuoveille, polyolefiineille (pääasiassa matalatiheyksinen polyeteeni), polystyreenille, ABS:lle (akrylonitriili-butadieeni-styreenikopolymeeri), polyvinyylikloridille jne. Se voidaan sekoittaa hartsijauheen kanssa ja kuivata tai sekoittaa muovipitoiseen nesteeseen. Osa titaanidioksidista valmistetaan ensin masterbatchiksi tehtaan välituotteen kautta ennen käyttöä.
Siksi muoveihin käytetyn titaanidioksidin suorituskyky on pääasiassa hieno hiukkaskoko ja tasainen hiukkaskokojakautuma parantamaan lyhyiden aallonpituuksien heijastuskykyä ja valmistamaan parempia muovituotteita. Lisäksi titaanidioksidipigmenteillä tulee olla hyvä lämmönkestävyys ja hyvä dispergoituvuus. Siksi muovien titaanidioksidi jaetaan yleensä epäorgaaniseen pinnoitteeseen ja orgaaniseen pinnoituskäsittelyyn. Kuten pinnoitusjärjestelmässä, rutiilityyppiä tulisi käyttää ulkona käytettävälle muovititaanidioksidille, ja myös muita anataasityyppejä voidaan käyttää.
Titaanidioksidin vaatimukset muovituotteille
Peittokyky: titaanidioksidilla, jolla on hyvä peittokyky, voidaan valmistaa kevyempiä ja ohuempia muovituotteita
Valkoisuus: määrittää vaaleiden{0}} tai valkoisten muovituotteiden ulkonäön
Dispergoituvuus: vaikuttaa muovituotteiden tuotantokustannuksiin. Muovituotteissa huonosti dispergoitunut titaanidioksidi vaikuttaa tuotteiden sileyteen ja vaaleuteen
Säänkestävyys: ulkona käytettävien muovituotteiden sekä muovisten ovien ja ikkunoiden tulee varmistaa titaanidioksidin säänkestävyys.
Useimmat muovien titaanidioksidihiukkaset ovat hienojakoisia. Yleensä pinnoitteiden titaanidioksidin hiukkaskoko on 0,2–0,4 μm, kun taas muovien titaanidioksidin hiukkaskoko on 0,15–0,3 μm. Tällä tavalla voidaan saada sininen perusfaasi, jolla on suojavaikutus useimpiin keltaisen -faasin hartseihin tai hartseihin, jotka ovat alttiita kellastumaan. Muoveille tarkoitettua titaanidioksidia ei kuitenkaan voida käyttää pinnoitteissa sen pienen partikkelikoon ja huonon kestävyyden vuoksi.
Tavallinen muovien titaanidioksidi ei yleensä käy läpi epäorgaanista pintakäsittelyä, mutta yleensä orgaanista pintakäsittelyä (polyoli, silaani tai siloksaani). Tämä johtuu siitä, että muovissa käytetään esimerkiksi titaanidioksidia, joka on päällystetty epäorgaanisilla aineilla, kuten hydratoidulla alumiinioksidilla. Kun suhteellinen kosteus on 60 %, sen adsorptiotasapainovesi on noin 1 %. Kun muovi ekstrudoidaan korkeassa lämpötilassa, veden haihtuminen aiheuttaa huokosia sileälle muovipinnalle. Lisäksi muoveille tarkoitettu titaanidioksidi sekoitetaan yleensä matalanapaisiin hartseihin leikkausvoiman avulla. Titaanidioksidia voidaan orgaanisella pintakäsittelyllä dispergoida suhteellisen hyvin sopivalla mekaanisella leikkausvoimalla.
Koska muovituotteet ovat paljon paksumpia kuin maali- ja mustepinnoitteet, ne eivät vaadi liian suurta pigmenttitilavuuspitoisuutta. Lisäksi sillä on korkea peittokyky ja vahva sävytyskyky, ja yleinen annostus on vain 3% ~ 5%. Sitä käytetään lähes kaikissa lämpökovettuvissa ja kestomuoveissa. Se voidaan sekoittaa hartsikuivajauheen tai pehmitintä sisältävän nesteen kanssa. Osa titaanidioksidista käsitellään perusseokseksi ennen käyttöä.
Muovituotteiden käyttöalueen laajentuessa monilla ulkokäyttöön tarkoitetuilla muovituotteilla, kuten muoviovilla ja -ikkunoilla, rakennusmateriaaleilla ja muilla muovituotteilla, on korkeat vaatimukset ulkoilman säänkestävyydelle. Rutiilititaanidioksidin käytön lisäksi tarvitaan myös pintakäsittelyä. Pintakäsittelyssä ei yleensä lisätä sinkkiä, vaan vain piitä, alumiinia, zirkoniumia jne. Piillä on hydrofiilinen kosteudenpoistovaikutus, joka voi estää huokosten muodostumisen muoviin korkean lämpötilan veden haihtumisesta suulakepuristuksen aikana, mutta näiden pintakäsittelyaineiden määrä ei yleensä ole liian suuri.
