纳米二氧化钛在陶瓷行业应该具有更大的应用空间

陶瓷生产八大元素深为大家所知。K2O、Na2O、CaO、MgO、Al2O3、SiO2及Fe2O3、TiO2。前六种元素为我们所用，根据不同的产品需求，配制不同的配方。而后两项，则作为着色元素，在很多情况下，我们都不希望在原料中见到。铁元素自不必说，我们甚至会在生产工艺中设置除铁工艺，来削弱其着色影响。而钛元素基本存在原料中，就很难除去，在很多情况下，人们对原料中的钛束手无策。那么，我们可以了解下，其实钛并非如我们所想，一无所用。

纳米二氧化钛存在着三种晶型，即板钛矿、锐钛矿及金红石晶型。虽然在陶瓷生产知识中，我们认为它是着色元素，实际上，在自然界中，纳米二氧化钛是自然产出最白的矿物。钛白粉的名字就表明其特色就是白。而之所以二氧化钛在陶瓷生产中被认为是着色元素，对生产不利，主要是因为二氧化钛在800℃之后，发生晶型转变，变成了带颜色的晶型，从而着色。而在我们陶瓷生产中，往往温度高达1000多℃，因此，在很多行业里表现优异的二氧化钛在陶瓷行业成了不利的因素。

在近几年的陶瓷生产过程中，在最开始的时候，陶瓷原料对于铁钛元素基本上是采取严防的策略，以防止着色。但慢慢开始出现一些转变，个别陶瓷公司对一些产品生产所需原料开始放宽铁钛的进厂标准。如长石中的铁含量从0.15%放大到0.2~0.4%，而钛的含量也从0.1%以内放大到0.2~0.3%以内。主要是考虑到铁钛可以发生反应，产生的颜色化合物对于一些产品恰好相符。

除此以外，笔者认为，在陶瓷行业，二氧化钛应该具有更大的应用空间，让人们主动去用钛而不是防钛。这个就是二氧化钛产品所对应的自洁净产品。顾名思义，通过合理的工艺，在陶瓷产品表面制备上一层二氧化钛薄膜，可以让陶瓷产品产生自洁净效应，非常适合外墙和卫生间陶瓷产品。

这个自洁净的道理在于纳米级别的锐钛矿二氧化钛的一个作用，在阳光的作用下，可以将水分子分解成氢原子和氧原子，而独立存在的氧原子具有极强的氧化能力，能将产品表面的油污脏渍除去。这个道理类似于大家熟悉的洗衣粉，洗衣粉的除污渍的作用正是其中所含的NaClO在水中分解成NaCl和O原子，而氧原子可以除去污渍。其氧化能力之强，十几分钟的洗衣服过程结束之后人们的手都会发白。

自洁净产品很早就已在玻璃产品上有使用。日本早在2000年左右就在一些地方试用过相关产品，反馈很好。其生产过程，主要就是在玻璃产品生产后期，在生产线上600℃以下的一个区域内，安装溶胶喷涂工艺设备。将纳米级别的二氧化钛溶胶喷在玻璃产品之上，溶胶在高温下烧化，在玻璃上喷镀上白色的二氧化钛薄膜。国内也有很多这样的研究，深圳大学与浙江大学在450~550℃制备出5~50nm级别的二氧化钛薄膜层，效果显著。而制备的溶胶中进行合理的掺杂，如SiO2掺杂和稀土离子掺杂，效果更好

目前，陶瓷产品占据了很大的装修市场。从早期的陶瓷产品供不应求，到现在依赖品质和表面美学效果来打动消费者，相信在未来，具有特定功能效应的陶瓷也会占据市场。而纳米二氧化钛涂层技术，值得我们期待。