Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

Rutile mixed-phase oxides
Rutile mixed-phase oxides are rutile (titanium dioxide) pigments containing a specific quantity of 
other metal oxides in the crystal lattice. The heavy metal oxides are incorporated into the lattice 
structure of the colourless titanium dioxide where they generate specific colours. The modifica-
tion is carried out by adding the other oxides during the calcination process. The colour effect 
stems from transfer of d-shell electrons of the heavy metal ions to the basic lattice of the titanium 
dioxide. The likelihood of such doping depends on the charge number of the heavy metals and 
the diameter of the ions. The basic lattice of the crystal is transferred to the structure of the added 
oxide, and the charge differences of ions can be compensated for by mixing heavy metal ions of 
different charge. The mixed-phase oxides group includes nickel-titanium-yellow and chromium-
titanium-yellow. Both pigment types contain significant quantities of antimony. 
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The ions of nickel-titanium-yellow for example contain 3.3 % nickel, about 13.9 % antimony(V) ions 
and 78 % titanium ions. It has the composition Ti
0.85
Sb
0.10
Ni
0.05
O
2
. Nickel-titanium-yellow produces 
greenish yellow colours, which are more brilliant than the yellow iron oxides, but do not produce 
the bright colours of lead chromates. Chromium-titanium-yellow contains 3.0 % chromium(III) 
ions, about 13.9 % antimony(V) ions and 78 % titanium ions. Its composition is Ti
0.85
Sb
0.30
Cr
0.05
O
2
. 
The pigments have light and dark ochreous colours; they are more brilliant than the yellow iron 
oxides. The rutile mixed-phase oxides offer outstanding resistance to chemicals and elevated 
temperatures, and are totally physiologically safe.