أداء مقاومة الترسيب لسيليكا المدخنة الكارهة للماء في طلاءات الإيبوكسي المضادة للتآكل
التحكم في ترسب الحشو في الطلاءات الإيبوكسية شديدة التحمل
غالباً ما تحتوي الطلاءات الإيبوكسية المقاومة للتآكل شديدة التحمل المستخدمة في الهياكل البحرية ومعدات البتروكيماويات ومنشآت الصلب الكبيرة على كميات كبيرة من مسحوق الزنك والحشوات غير العضوية لتحقيق الحماية من التآكل والأداء الميكانيكي.
ومع ذلك، فإن اختلاف الكثافة العالي بين هذه المكونات الصلبة ومرحلة الراتنج يمكن أن يؤدي إلى الترسيب أثناء التخزين والنقل.
أثناء التخزين لفترات طويلة، قد يؤدي عدم استقرار المعلق بشكل كافٍ إلى تدرج الطلاء، وعدم تجانس التركيب، وانخفاض اتساق التطبيق.
في الحالات الشديدة، يمكن أن تتشكل طبقات رسوبية متراصة في قاع الحاوية، مما يجعل إعادة الخلط أمرًا صعبًا ويؤثر على أداء الطلاء أثناء التطبيق.
بالنسبة لمهندسي التركيبات، يظل الحفاظ على استقرار تعليق الحشو مع الحفاظ على انسيابية الطلاء تحديًا رئيسيًا. يوفر السيليكا المدخن الكاره للماء نهجًا فعالًا من خلال إنشاء شبكة ريولوجية ثلاثية الأبعاد داخل مصفوفة الإيبوكسي.
دور السيليكا المدخنة الكارهة للماء في التحكم الريولوجي
السيليكا المدخنة هي مادة سيليكا غير متبلورة نانوية الحجم يتم إنتاجها من خلال عملية الطور البخاري. ويبلغ حجم جسيماتها الأولية عادةً 7-40 نانومتر، ومساحة سطحها النوعية 30-450 متر مربع/غرام.
يتم تعديل السيليكا المدخنة الكارهة للماء، مثل HB-139 التي طورتها شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة، بمعالجات سطحية عضوية تشمل بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان. يُدخل هذا التعديل السطحي مجموعات سيلوكسان كارهة للماء، مما يُحسّن التوافق مع أنظمة الراتنجات العضوية مع الحفاظ على كفاءة التكثيف والسلوك الانسيابي المرتبط بجزيئات السيليكا ذات المساحة السطحية العالية.
في طلاءات الإيبوكسي المقاومة للتآكل ، تعمل السيليكا المدخنة الكارهة للماء كمعدل للخواص الريولوجية بدلاً من كونها مجرد مادة مضافة لزيادة اللزوجة. تتفاعل جزيئات السيليكا من خلال الروابط الهيدروجينية وقوى فان دير فالس، لتشكل شبكة ثلاثية الأبعاد قابلة للانعكاس داخل مصفوفة الطلاء.
يؤدي هذا الهيكل إلى زيادة اللزوجة عند القص المنخفض ويوفر إجهاد خضوع كافٍ لتعليق مسحوق الزنك عالي الكثافة والحشوات.
في ظل ظروف القصّ الناتجة أثناء الخلط أو الدهان بالفرشاة أو الرش، تتفكك شبكة السيليكا مؤقتًا، مما يقلل اللزوجة ويُمكّن من تطبيق الطلاء بسلاسة. بعد زوال القصّ، تُعاد بناء الشبكة بسرعة، مُستعيدةً اللزوجة ومُوفرةً سلوكًا انسيابيًا لزجًا. تُساعد هذه العملية العكسية على تحقيق التوازن بين استقرار التخزين وأداء التطبيق.
شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة هي شركة رائدة على المستوى الوطني متخصصة في المواد النانوية المدخنة. تتمتع الشركة بخبرة تزيد عن 20 عامًا في هذا المجال، وقد شاركت في تطوير ثلاثة معايير دولية، وتمتلك 52 براءة اختراع أساسية. تشمل مجموعة منتجات السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL® كلاً من HB-139 و HB-151 و HB-612 و HB-615 و HB-620 ، مما يوفر خصائص سطحية وتأثيرات انسيابية متنوعة لتطبيقات الطلاء المختلفة.
تأثير تحميل HB-139 على استقرار الترسيب
يوضح الشكل 1 تأثير السيليكا المدخنة الكارهة للماء HB-139 على استقرار طلاء الإيبوكسي.
الشكل 1
بعد تركها لفترة محددة، أظهرت التركيبة المرجعية الخالية من السيليكا المدخنة انفصالاً واضحاً بين الطورين الصلب والسائل. تراكمت كمية كبيرة من المادة المالئة في قاع العبوة، بينما أصبحت الطبقة العلوية شبه شفافة، مما يشير إلى عدم كفاية استقرار المعلق.
مع إضافة 0.4% من مادة HB-139، انخفض الترسيب، على الرغم من بقاء انفصال جزئي للأطوار مرئيًا. وقد أدى رفع نسبة HB-139 إلى 0.8% إلى تحسين تجانس الطلاء بشكل أكبر، مع انخفاض ملحوظ في طبقة الترسيب. عند مستوى إضافة 1.2%، حافظ الطلاء على مظهر متجانس تقريبًا، ولم يُلاحظ أي ترسيب واضح عند الفحص البصري.
تشير النتائج إلى أن زيادة تركيز HB-139 تُحسّن من مقاومة الترسيب في طلاءات الإيبوكسي المضادة للتآكل. ويعزى هذا التحسن إلى تكوين بنية شبكية أقوى قائمة على السيليكا، مما يقلل من انفصال مسحوق الزنك وجزيئات الحشو بفعل الجاذبية.
آلية منع الترسيب
يرتبط أداء السيليكا المدخنة في مقاومة الترسيب ارتباطًا وثيقًا بكيمياء سطحها وبنيتها النانوية.
يتم إنتاج السيليكا المدخنة من خلال التحلل المائي للكلوروسيلان عند درجة حرارة عالية في لهب الهيدروجين والأكسجين، مما ينتج عنه جزيئات سيليكا غير متبلورة بأحجام جسيمات أولية تتراوح بين 7 و40 نانومتر ومساحة سطحية نوعية تتراوح بين 30 و450 متر مربع/غرام. يحتوي سطح الجسيمات على مجموعات السيلانول (Si–OH)، والتي توفر مواقع نشطة للتفاعلات بين الجزيئات.
عند تشتيتها في نظام طلاء إيبوكسي، تعزز هذه المجموعات السطحية التفاعلات بين الجسيمات وتساهم في تكوين شبكة ثلاثية الأبعاد متصلة. يعمل هيكل السيليكا الناتج كإطار داعم مجهري، مما يقلل من حركة جزيئات الزنك الكثيفة والحشوات غير العضوية تحت تأثير الجاذبية.
تساهم بنية الشبكة نفسها أيضاً في أداء تطبيقات الطلاء. أثناء عمليات القص، مثل الخلط أو الرش، تضعف الشبكة مؤقتاً، مما يسمح للطلاء بالتدفق. وبمجرد زوال القص، تستعيد البنية قوتها، مما يحسن استعادة اللزوجة، والانسيابية، ومقاومة الترهل.
HB-139 السيليكا المدخنة الكارهة للماء لتطبيقات طلاء الإيبوكسي
HB-139 هو نوع من السيليكا المدخنة الكارهة للماء تم تطويره بشكل مستقل بواسطة شركة Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. من خلال معالجة سطح البولي ثنائي ميثيل سيلوكسان، يوفر HB-139 سماكة فعالة، وتحكمًا في الانسيابية، وأداءً مضادًا للترهل، وتوافقًا مع أنظمة راتنجات الإيبوكسي.
ركزت شركة HIFULL® على تطوير المواد النانوية في الطور البخاري لأكثر من عشرين عامًا، وطورت مجموعة من منتجات السيليكا المدخنة الكارهة للماء، بما في ذلك HB-139 و HB-151 و HB-620 . شاركت الشركة في تطوير ثلاثة معايير دولية، وتمتلك 52 براءة اختراع أساسية. حصلت منتجاتها على شهادات اعتماد، منها ISO9001 وREACH وHalal وKosher، وتُستخدم في تطبيقات صناعية متنوعة، تشمل الطلاءات والمواد اللاصقة ومواد الطاقة المتجددة.
التطبيق العملي في أنظمة الطلاء شديدة التحمل
تُوفر السيليكا المدخنة الكارهة للماء طلاءات الإيبوكسي المقاومة للتآكل بثبات تعليق مُحسّن، وخواص انسيابية مُتحكّم بها، وأداء تطبيق أكثر اتساقًا. من خلال الحفاظ على توزيع متجانس للحشو أثناء التخزين، وتمكين سلوك تدفق مناسب أثناء التركيب، يُساعد تعديل الخواص الانسيابية باستخدام السيليكا في معالجة تحديات الترسيب في أنظمة الطلاء الصعبة.
هذه الخصائص تجعل السيليكا المدخنة الكارهة للماء مناسبة للطلاءات الواقية شديدة التحمل المستخدمة في المنصات البحرية وخطوط الأنابيب ومرافق البتروكيماويات والهياكل الفولاذية الكبيرة حيث تكون هناك حاجة إلى استقرار التخزين على المدى الطويل وأداء التطبيق الموثوق به.
قراءة متعمقة:
مرحباً بالعملاء
اسمي فان، وأنا مدير أعمال شركة HIFULL، وأعمل في صناعة السيليكا المدخنة منذ أكثر من 10 سنوات. لا تتردد في الاتصال بي. يسعدني أن أقدم لك أفضل الخدمات والمنتجات.
