Die Kunststoffindustrie ist der zweitgrößte Verbraucher von Titandioxid und deckt etwa 18 % der weltweiten Nachfrage; Mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6 % war es in den letzten Jahren der am schnellsten wachsende Sektor für Titandioxidanwendungen. Von den mehr als 500 weltweit erhältlichen Titandioxidqualitäten sind über 50 speziell für Kunststoffe konzipiert.
UPVC-Profile – ein wichtiger Zweig der Kunststoffindustrie und ein wichtiger Anwendungsbereich für Titandioxid – verzeichneten in China im letzten Jahrzehnt ein explosionsartiges Wachstum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 10 %.
Im Jahr 2008 betrug die nationale Profilproduktion insgesamt 3,8 Millionen Tonnen, wobei etwa 135.000 Tonnen Titandioxid in Rutilqualität verbraucht wurden. Basierend auf der jährlichen Wachstumsrate von 10 % stieg der Titandioxidbedarf der Branche im Jahr 2009 auf etwa 150.000 Tonnen und erreichte im Jahr 2010 165.000 Tonnen.
Die Einarbeitung von Titandioxid in Kunststoffe erhöht die Hitze-, Licht- und Wetterbeständigkeit von Kunststoffprodukten, verbessert ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften, erhöht die mechanische Festigkeit und verlängert ihre Lebensdauer.
Darüber hinaus nimmt das öffentliche Bewusstsein für Umweltschutz und Energieeinsparung weiter zu, der Trend, Stahl durch Kunststoff zu ersetzen, beschleunigt sich und Kunststoffprodukte spielen in unserem täglichen Leben eine immer wichtigere Rolle.
Titandioxid erfüllt in der Kunststoffindustrie zwei Hauptfunktionen: Erstens fungiert es als weißes Pigment und sorgt für Opazität (weiße Färbung); Zweitens dient es als UV-Blocker, schützt vor ultravioletter Strahlung und sorgt für eine hervorragende Witterungsbeständigkeit von Kunststoffprodukten, die für den Außenbereich bestimmt sind.
Titandioxid, das bei der Herstellung von Allzweckkunststoffen verwendet wird, erfordert keine Witterungsbeständigkeit; Stattdessen liegt der Schwerpunkt auf den Leistungsmerkmalen der Pigmente.
Zu den Anforderungen an Titandioxid in Kunststoffqualität gehören eine feine Partikelgröße und eine gute Dispergierbarkeit sowie eine ausgezeichnete Wärme- und Lichtstabilität, um sicherzustellen, dass es beim Erhitzen beim Kunststoffformen oder bei der anschließenden Sonneneinstrahlung und Verwendung des Produkts nicht zu Verfärbungen kommt.
Die meisten Titandioxidqualitäten für Kunststoffe weisen feinere Partikelgrößen auf; Während Titandioxid für Beschichtungen typischerweise eine Partikelgröße von 0,2–0,4 μm aufweist, liegt die Qualität für Kunststoffe zwischen 0,15 und 0,3 μm. Diese feinere Größe erzeugt einen blauen Unterton, der dazu beiträgt, den Gelbstich von Harzen zu überdecken, die von Natur aus gelblich sind oder zur Vergilbung neigen. Darüber hinaus kann der Ersatz von Lithopon durch Titandioxid den Verbrauch an Weißpigmenten um 50 bis 70 % senken.
Vergleich von Titandioxid, das über zwei Verfahren für Kunststoffanwendungen hergestellt wird
Es wird davon ausgegangen, dass das Titandioxid, das derzeit in inländischen Kunststoffprodukten – insbesondere in hochwertigen Produkten – verwendet wird, überwiegend importiertes Material ist, das im Chloridverfahren hergestellt wird. Titandioxid im Chloridverfahren ist Titandioxid im Sulfatverfahren nicht nur hinsichtlich der Oberflächeneigenschaften wie Weißheit, sondern auch hinsichtlich der Deckkraft, Dispergierbarkeit und Verarbeitbarkeit überlegen; Es bietet beispiellose Vorteile, insbesondere für UPVC-Kunststoffprofile für den Außenbereich, die Produkte in Rutilqualität erfordern, die im Chloridverfahren hergestellt werden.
Aufgrund der spezifischen Eigenschaften von Kunststoffprodukten erfordert die Auswahl von Titandioxid jedoch andere Überlegungen als bei Beschichtungen, Tinten oder Farben. Entscheidungen müssen sich in erster Linie an den technischen Anforderungen der Kunststoffprodukte selbst orientieren; Wenn es beispielsweise um spezielle Produkte in Kunststoffqualität geht, muss man sorgfältig eine Titandioxid-Variante auswählen, die für die spezifische Anwendung geeignet ist, um eine Beeinträchtigung der Produktleistung zu vermeiden.