تأثير السيليكا المدخنة المضاد للترهل في طلاء الإيبوكسي الغني بالزنك
طلاء إيبوكسي غني بالزنك يُستخدم هذا المنتج على نطاق واسع في أنظمة الحماية من التآكل الثقيلة نظرًا لقدرته على الحماية الكاثودية وقوة التصاقه بالركائز الفولاذية. ويُستخدم عادةً في الهياكل الفولاذية المعرضة لبيئات قاسية، بما في ذلك مكونات الجسور، والمنصات البحرية، وخطوط الأنابيب، والمعدات الصناعية.
أثناء تطبيق الطلاء، وخاصة على الأسطح الرأسية أو الأشكال الهندسية المعقدة، يظل الترهل تحديًا كبيرًا. قبل التصلب، قد ينساب غشاء الطلاء الرطب إلى الأسفل بفعل الجاذبية عندما يكون إجهاد الخضوع الداخلي غير كافٍ للحفاظ على استقراره. قد يؤدي ذلك إلى تفاوت في سمك الطلاء، وظهور علامات الترهل، وعيوب موضعية، مما يؤثر على المظهر والأداء الوقائي على المدى الطويل. يتطلب تحسين مقاومة الترهل مع الحفاظ على استواء جيد ضبطًا دقيقًا لخواص انسياب الطلاء.
تُستخدم السيليكا المدخنة الكارهة للماء على نطاق واسع كمعدل للخواص الريولوجية لتلبية هذا المطلب. HIFULL® سيليكا مدخنة كارهة للماء توفر هذه التقنية، التي طورتها شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة، تحكمًا هيكليًا محسنًا لتركيبات الطلاء عالية الأداء.
خصائص السيليكا المدخنة الكارهة للماء
مدخنة السيليكا هي سيليكا غير متبلورة نانوية الحجم تُنتج من خلال التحلل المائي باللهب لهاليدات السيليكون في لهب الهيدروجين والأكسجين. وتتميز عادةً بنقاوة تزيد عن 99.8%، وحجم جسيمات أولي يبلغ 7 – 40 nmومساحة سطحية محددة تتراوح من 30–450 متر مربع/جميحتوي سطح الجسيمات على مجموعات السيلانول الوفيرة (Si–OH)، والتي توفر نشاطًا سطحيًا قويًا وتتيح التفاعل مع مكونات الراتنج المحيطة.
يُحضّر السيليكا المدخن الكاره للماء من خلال تعديل سطح السيليكا المدخن المحب للماء. خلال هذه العملية، تُستبدل مجموعات السيلانول السطحية جزئيًا بمجموعات كارهة للماء باستخدام مُعدِّلات مثل ثنائي ميثيل ثنائي كلورو سيلان. يُقلل هذا التعديل من قطبية السطح، ويُحسّن التوافق مع أنظمة الراتنجات العضوية، ويعزز استقرار التشتت مع الحفاظ على مساحة السطح النوعية العالية للسيليكا المدخن.
شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة هي شركة وطنية رائدة 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 HIFULL® من السيليكا المدخنة الكارهة للماء ما يلي: HB-139, HB-151, HB-612, HB-615و HB-620، مما يوفر خصائص سطحية مختلفة وتأثيرات ريولوجية لتطبيقات الطلاء المختلفة.
الصف | مساحة محددة (متر مربع / جم) | قيمة الرقم الهيدروجيني في تشتت 4٪ | نسبة الفقد عند التجفيف (%) | نسبة الفقد عند الاشتعال (%) | نسبة السيليكا (%) | نسبة الكربون (%) | الكثافة المدكوكة (جم/لتر) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
140 20 ± | 5.0 ~ 8.0 | ≤ 0.7 | ≤ 2.0 | ≥99.8 | 0.7 ~ 1.3 | 40 ~ 60 | |
140 20 ± | 5.0 ~ 8.0 | ≤ 0.7 | ≤ 4.0 | ≥99.8 | 1.0 ~ 1.7 | 40 ~ 60 | |
170 30 ± | 6.0 ~ 9.0 | ≤ 0.7 | ≤ 4.0 | ≥99.8 | 1.5 ~ 2.5 | 40 ~ 60 | |
110 30 ± | 4.0 ~ 7.0 | ≤ 0.7 | ≤ 10.0 | ≥99.8 | 4.0 ~ 7.0 | 45 ~ 70 | |
130 30 ± | ≥3.9 | ≤ 0.7 | ≤ 2.5 | ≥99.8 | 0.6 ~ 1.2 | 40 ~ 60 |
تقييم أداء مقاومة الترهل في طلاء الإيبوكسي الغني بالزنك
تم تقييم تأثير السيليكا المدخنة الكارهة للماء على مقاومة الترهل لطلاء الإيبوكسي الغني بالزنك باستخدام دراسة مقارنة للتركيبات. لم تحتوي التركيبة الأساسية على أي إضافات لتحسين الخواص الريولوجية، بينما احتوت التركيبة التجريبية على 1.8% من السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL® في ظل ظروف طلاء متطابقة.
استُخدم جهاز اختبار الترهل لتحضير طبقات طلاء بسماكات مختلفة على ألواح الصفيح القياسية. وشملت سماكات الطبقات المختبرة ما يلي:
50 ميكرومتر، 75 ميكرومتر، 100 ميكرومتر، 125 ميكرومتر، 150 ميكرومتر، 175 ميكرومتر، 200 ميكرومتر، 225 ميكرومتر، 250 ميكرومتر، و275 ميكرومتر.
يغطي نطاق السماكة هذا التباين النموذجي لسماكة تطبيق الطلاء أحادي الطبقة ويسمح بالمقارنة المباشرة لحدود الترهل بين التركيبات.
الشكل 1
عند وضع الألواح المطلية أفقيًا، لم يُلاحظ أي فرق واضح بين العينة غير المطلية والتركيبة التي تحتوي على 1.8% من السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL®. أظهرت كلتا العينتين أسطحًا ناعمة وسلوك تسوية متقارب، مما يشير إلى أن المادة المضافة لم تؤثر سلبًا على انسيابية الطلاء أثناء التطبيق.
وقد ظهر الفرق جلياً عندما تم وضع الألواح عمودياً في ظل ظروف متطابقة، مما سمح للجاذبية بالتأثير على طبقات الطلاء غير المعالجة.
الشكل 2
بالنسبة للعينة غير المطلية، أدى ازدياد سُمك الطبقة إلى انخفاض تدريجي في مقاومة الترهل. وعندما بلغ سُمك الطلاء 100 ميكرومتر أو أكثر، تجاوزت قوة الجاذبية حدّ إجهاد الخضوع لنظام الطلاء، مما تسبب في تدفق هابط، وتراكم غير متساوٍ عند الحافة السفلية، وظهور عيوب ترهل واضحة. وعند سُمك يزيد عن 175 ميكرومتر، حدث ترهل شديد، مما أدى إلى تشوه كبير في طبقة الطلاء.
في المقابل، حافظت التركيبة التي تحتوي على 1.8% من السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL® على حواف منتظمة وسطح أملس في كامل نطاق السماكة المختبرة من 50 ميكرومتر إلى 275 ميكرومتر. لم يُلاحظ أي ترهل مرئي حتى عند سماكة 275 ميكرومتر، وهي سماكة تتجاوز سماكات الطلاء التقليدية أحادية الطبقة. تؤكد هذه النتيجة أن السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL® تُحسّن بشكل فعال مقاومة الترهل لطلاء الإيبوكسي الغني بالزنك في ظروف الطلاء السميك.
الآلية الريولوجية للتحكم في الترهل
ينشأ تأثير السيليكا المدخنة المضاد للترهل من تكوين شبكة ثلاثية الأبعاد قابلة للعكس داخل نظام الطلاء السائل.
تتفاعل مجموعات السيلانول السطحية في السيليكا المدخنة مع المجموعات القطبية في جزيئات راتنج الإيبوكسي عبر روابط هيدروجينية. وفي الوقت نفسه، تشكل جزيئات السيليكا هياكل مترابطة من خلال تفاعلات الجزيئات مع بعضها البعض، مما يخلق شبكة فيزيائية ضعيفة في جميع أنحاء مصفوفة الطلاء.
في ظروف القص المنخفض، كما هو الحال أثناء التخزين أو بعد التطبيق، تزيد هذه الشبكة من اللزوجة وتوفر إجهاد خضوع كافيًا للحفاظ على استقرار الطبقة. أما أثناء عمليات القص العالي، بما في ذلك الدهان بالفرشاة أو الدرفلة أو الرش، فإن بنية الشبكة تتفكك مؤقتًا، مما يقلل اللزوجة ويحسن أداء التطبيق. وبعد زوال القص، تُعاد بناء البنية بسرعة، مما يسمح للطلاء باستعادة مقاومته للتدفق بفعل الجاذبية.
يُمكّن هذا السلوك الريولوجي العكسي طلاء الإيبوكسي الغني بالزنك من تحقيق التوازن بين خصائص التطبيق ومقاومة الترهل.
فوائد التطبيق في الطلاءات الواقية شديدة التحمل
يُضفي دمج السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL® على طلاءات الإيبوكسي الغنية بالزنك استقرارًا مُحسّنًا للطبقة أثناء التطبيق مع الحفاظ على أداء التسوية. يُعدّ التحكم المُحسّن في الخواص الريولوجية مناسبًا بشكل خاص للطلاءات السميكة المُطبقة على الأسطح الرأسية والهياكل المعقدة والمكونات الفولاذية واسعة النطاق.
من خلال تعديل السطح على المستوى النانوي وتكوين الشبكة، تعمل السيليكا المدخنة الكارهة للماء على تحسين موثوقية معالجة أنظمة الطلاء الواقية المستخدمة في تطبيقات مثل الهياكل البحرية وخطوط الأنابيب والمنشآت الصناعية وحماية الفولاذ الثقيل.
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.
