Sílice pirogénica frente a nanoalúmina: tixotropía en recubrimientos UV
Características reológicas en sistemas de recubrimiento UV
La estabilidad de aplicación y almacenamiento de los recubrimientos curables por UV depende de la viscosidad y la tixotropía del sistema. Los nanomateriales pirogénicos se utilizan ampliamente como modificadores reológicos debido a su pequeño tamaño de partícula y sus efectos superficiales. Sin embargo, la sílice pirogénica es mucho más frecuente que el óxido de aluminio nanoestructurado en formulaciones prácticas. HIFULL evaluó las distintas respuestas de viscosidad y tixotropía de ambos materiales en diferentes niveles de adición a recubrimientos UV para dilucidar sus mecanismos reológicos subyacentes.
Respuesta reológica del nanoóxido de aluminio
Como se muestra en la Figura 1, el aumento de la dosis de nanoóxido de aluminio produce un incremento moderado y lineal de la viscosidad general del recubrimiento, con un impacto insignificante en la tixotropía.
Este comportamiento se debe a la baja densidad de grupos hidroxilo en la superficie de las nanopartículas de alúmina. Las interacciones entre partículas se basan principalmente en débiles fuerzas de van der Waals, que forman una red espacial laxa que presenta una mínima degradación estructural entre condiciones de baja y alta cizalladura.
Respuesta reológica de la sílice pirogénica
Como se ilustra en la Figura 2, el aumento de la carga de sílice pirógena produce un rápido incremento de la viscosidad del recubrimiento, acompañado de un aumento lineal del índice tixotrópico.
Los grupos silanol superficiales de las partículas de sílice pirogénica se agregan mediante enlaces de hidrógeno, formando una red tridimensional interconectada en toda la matriz de resina. En condiciones estáticas, esta red restringe la movilidad molecular, aumentando la viscosidad del sistema.
Bajo una elevada tensión de cizallamiento, la red de enlaces de hidrógeno se disocia reversiblemente, provocando una caída inmediata de la viscosidad y restaurando la fluidez del recubrimiento. Al eliminarse la tensión de cizallamiento, la red de enlaces de hidrógeno se reconstruye gradualmente. Esta respuesta reversible de adelgazamiento por cizallamiento proporciona un control tixotrópico ideal.
Guía para la selección y formulación de aditivos
En el diseño de formulaciones UV, la selección de aditivos depende de los requisitos de rendimiento deseados:
Óxido de aluminio nano
Seleccionado para aumentar la dureza mecánica de la película y la resistencia a la abrasión, con una influencia mínima en la tixotropía del sistema.
Sílice pirógena
Seleccionado para controlar el descuelgue en aplicaciones de película gruesa, permitir la estabilidad de la superficie vertical y evitar la sedimentación del pigmento durante el almacenamiento.
El control específico del tamaño de las partículas primarias, la superficie específica y la funcionalización de la superficie permite una personalización precisa en diversas matrices de recubrimiento.
Pinturas y Recubrimientos
Optimización de materiales industriales
Los distintos comportamientos reológicos de la nanoalúmina y la sílice pirógena reflejan diferencias fundamentales en las fuerzas superficiales entre partículas. Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. fabrica grados especializados de sílice pirógena hidrofílica e hidrofóbica, aprovechando la ingeniería del tamaño de partícula, la modificación química de la superficie y el injerto de silano para proporcionar soluciones reológicas estables para formulaciones de recubrimientos de alto rendimiento.
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Nuestros principales productos son sílice pirógena, dióxido de titanio nano y óxido de aluminio nano . Contamos con más de 20 años de experiencia y una capacidad anual de 40,000 toneladas. Suministramos un total de 23 grados de sílice pirógena hidrófila e hidrófoba. Estamos registrados en EU-REACH, Turkey-REACH, K-REACH y UK-REACH. Somos el organismo líder en la implementación de las normas ISO 18473-3:2018 , ISO 23157:2021 e ISO 18473-4:2022 . Más información sobre Hifull.
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