¿Por qué se puede usar sílice pirogénica en la lechada de baldosas? Principio, función e investigación
La sílice pirógena , también conocida como negro de humo blanco , gracias a sus propiedades físicas y químicas únicas, ha demostrado un amplio valor de aplicación y una gran demanda en el mercado de las lechadas para azulejos. Se ha convertido gradualmente en un aditivo fundamental para mejorar el rendimiento de las lechadas, lo que ha generado nuevas oportunidades de desarrollo en el sector.
Funciones y mecanismos de la sílice pirogénica HIFULL® en la lechada de baldosas
La sílice pirogénica, con su tamaño de partícula ultrafino, alta superficie específica, alta actividad superficial y potente capacidad de adsorción, desempeña múltiples funciones en la lechada de baldosas. Los grupos silanol (Si-OH) en su superficie forman una estructura de red tridimensional dentro de la matriz de resina, lo que ayuda a aumentar la viscosidad general de la lechada.
Esta estructura es reversible: al someterse a una fuerza de cizallamiento, la viscosidad disminuye, y al cesar dicha fuerza, la viscosidad se recupera, evitando que la lechada se salga de las juntas y garantizando una aplicación precisa y resultados estéticos óptimos. Por lo tanto, añadir una cantidad adecuada de sílice pirógena a la lechada para baldosas permite ajustar eficazmente sus propiedades reológicas , facilitando su control durante la aplicación, reduciendo el descuelgue y el goteo, y mejorando la eficiencia de la construcción.
Compuesto de calafateo
En segundo lugar, la sílice pirogénica puede servir como relleno de refuerzo, dispersándose uniformemente en la matriz de la lechada para proporcionar un refuerzo físico. Por un lado, las nanopartículas pueden rellenar los espacios entre las cadenas moleculares de polímeros, restringiendo su movimiento relativo y, por lo tanto, aumentando la resistencia del material.
Por otro lado, la sílice pirogénica forma enlaces interfaciales con los polímeros de la lechada. Al aplicar fuerzas externas, la tensión puede transferirse a través de estas interfaces a las nanopartículas, induciendo la deformación plástica de la matriz circundante que absorbe energía. Este mecanismo mejora la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia al impacto de la lechada.
Además, el tamaño nanométrico de la sílice pirogénica hidrófoba le permite llenar poros microscópicos en la matriz de resina, formando una estructura más compacta que mejora la resistencia de la lechada al agua, al aceite, a los ácidos y a los álcalis.
Investigación experimental de sílice pirogénica HIFULL® en lechada de baldosas
Para validar aún más las funciones y los efectos de la sílice pirógena HIFULL® en la lechada de baldosas, expertos técnicos de Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. llevaron a cabo los siguientes experimentos:
Se seleccionó un sistema de lechada de resina epoxi de dos componentes como objeto de estudio, donde el Componente A era la resina epoxi y el Componente B el agente de curado . Se añadió sílice pirógena hidrofóbica HIFULL® a una concentración del 5.7 % a ambos componentes, A y B respectivamente, seguida de una dispersión completa mediante un dispersor de alta velocidad.
Luego se midieron las viscosidades y los valores tixotrópicos de las muestras de control (sin sílice pirogénica) y de las muestras de prueba (con sílice pirogénica) de los componentes A y B utilizando un viscosímetro Brookfield.
Los resultados demostraron que la incorporación de sílice pirógena aumentó eficazmente la viscosidad de los componentes de la lechada.
En concreto, la viscosidad del Componente A aumentó de 4,500 cps a 38 000 cps , lo que supone un incremento de aproximadamente 7.4 veces , mientras que la viscosidad del Componente B aumentó de 5,500 cps a 62 000 cps , lo que supone un incremento de aproximadamente 10 veces . En cuanto a la tixotropía, el Componente A mostró una mejora del 24 % y el Componente B un incremento del 130 %.
Tanto los componentes A/B de las muestras de control como las muestras de prueba se cargaron en tubos de embalaje y se extruyeron en un comprobador reológico con una pistola de calafateo. Posteriormente, se extendieron las muestras y se aplicaron verticalmente sobre paneles de hojalata para observar las diferencias de comportamiento entre las lechadas de control y las modificadas a diferentes espesores.
Los expertos técnicos de Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. observaron que, con el tiempo, las tiras de la muestra de prueba se mantuvieron sin cambios, mientras que la lechada de la muestra de control sobre los paneles de hojalata se descolgó continuamente por gravedad. El descolgado se acentuó con el aumento del espesor de aplicación. Estos resultados demuestran que la sílice pirogénica mejora eficazmente el rendimiento antidescolgado de la lechada, mejorando significativamente la eficiencia de la construcción.
Prueba de rendimiento antiflacidez
Mientras tanto, los expertos técnicos de Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. también realizaron pruebas comparativas del rendimiento antidesgaste entre la sílice pirógena hidrofílica HIFULL® (HL-200) y productos nacionales/extranjeros de la competencia.
Función de sílice pirogénica: aditivo antiflacidez
Después de agregar el 6% de cada material de prueba (tres productos de la competencia y HL-200) a los componentes A/B de la lechada respectivamente, seguido de una dispersión completa utilizando un dispersor de alta velocidad, se extruyeron tiras de lechada cilíndricas similares utilizando cartuchos de dos componentes.
Una observación extendida mostró que ninguna de las muestras de lechada exhibió hundimientos inducidos por la gravedad, y todas mantuvieron sus formas originales sin deformarse.
Estos resultados indican que el HL-200 demuestra una efectividad anti-flacidez comparable a la de otros competidores hidrófilos en aplicaciones de lechada de baldosas.
conclusión
Los experimentos anteriores han validado eficazmente que la sílice pirogénica, tanto hidrófila como hidrófoba, puede mejorar significativamente las propiedades reológicas, la dureza y el rendimiento mecánico de las lechadas para baldosas. Estos resultados confirman la viabilidad del uso de sílice pirogénica como relleno y aditivo tixotrópico en productos de lechada, a la vez que ofrecen un enfoque eficaz para la mejora de los productos.
Sin embargo, debido al continuo desarrollo del mercado y a las crecientes exigencias de rendimiento de los consumidores, se requiere mayor investigación sobre los mecanismos de la sílice pirogénica en las formulaciones de lechadas. Las futuras prioridades de investigación de Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. se centrarán en optimizar los procesos de tratamiento de superficies y las tecnologías de dispersión de la sílice pirogénica, así como en el desarrollo de lechadas más innovadoras y prácticas. A medida que avance la investigación, se espera que la sílice pirogénica desempeñe un papel aún más importante en la industria de las lechadas para azulejos e impulse su desarrollo innovador.
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