El impacto disruptivo del control de la dispersión de nanomateriales ahumados en los recubrimientos UV
El impacto disruptivo del control de la dispersión de nanomateriales ahumados en los recubrimientos UV
Sílice pirogénica puede proporcionar excelente espesante y tixotrópico propiedades, anti-flacidez, y efectos antisedimentación en revestimientosMientras que la alúmina pirogénica puede mejorar la velocidad de deposición del recubrimiento en polvo y la eficiencia de pulverización. Sin embargo, para que los nanomateriales pirogénicos desempeñen sus funciones en los recubrimientos, es esencial una buena dispersabilidad. Una dispersión deficiente o inadecuada es uno de los factores clave que limitan el rendimiento de los nanomateriales pirogénicos.
Para investigar el efecto de la dispersabilidad de los nanomateriales pirogénicos en el rendimiento de los recubrimientos UV, técnicos de Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. exploraron los parámetros óptimos de dispersión variando el tiempo de dispersión y la velocidad de rotación del equipo de dispersión. También estudiaron la influencia de diferentes niveles de dispersión en la viscosidad, el valor tixotrópico, el estado de las partículas, el brillo, la turbidez, la transmitancia de la luz, la dureza del lápiz y el valor de abrasión de los recubrimientos UV.
Se ha descubierto que el grado de dispersión de los nanomateriales pirogénicos afecta significativamente el rendimiento de los recubrimientos UV. Un proceso de dispersión adecuado permite aprovechar al máximo las ventajas de los nanomateriales pirogénicos y mejorar el rendimiento general de los recubrimientos UV.
Recubrimientos UV
Los recubrimientos UV se curan con radiación UV. Ofrecen ventajas como un curado rápido, a temperatura ambiente, ahorro de energía, menor espacio de producción, respeto al medio ambiente y un mejor rendimiento del producto.
Sílice pirogénica
La sílice pirogénica es un material inorgánico ultrafino de gran importancia. Presenta un tamaño de partícula muy pequeño, una gran superficie específica, una fuerte adsorción superficial, una alta energía superficial, una alta pureza química y una buena dispersabilidad. Presenta excelentes propiedades de dispersión, estabilidad, refuerzo, espesamiento y tixotropía.
En recubrimientos curables por UV, la sílice pirogénica proporciona un buen comportamiento espesante y tixotrópico, excelentes efectos mateantes y una dureza mejorada, mejorando significativamente en particular la resistencia a la abrasión del recubrimiento.
alúmina pirógena
La alúmina pirogénica es también un importante material inorgánico ultrafino. Se utiliza principalmente en recubrimientos para mejorar la fluidez de los recubrimientos en polvo. Forma una capa móvil sobre la superficie de las materias primas para recubrimientos en polvo, evitando la absorción de humedad y el apelmazamiento. Al mismo tiempo, su capacidad de autocarga con fricción positiva mejora el rendimiento de pulverización de los recubrimientos en polvo y aumenta la velocidad de deposición.
Proceso experimental
Primero, los técnicos de Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. agregaron la misma cantidad de sílice pirogénica hidrófila HL-200 en un recubrimiento UV utilizando un dispersor de alta velocidad y lo dispersó a velocidades de 500 r/min, 1000 r/min, 2000 r/min y 3000 r/min durante 30 minutos.
Se analizaron la viscosidad y la tixotropía de los cuatro grupos de muestras. Los resultados mostraron que, a medida que se intensificaba el proceso de dispersión de la sílice pirogénica, la viscosidad del recubrimiento curable por UV aumentaba continuamente y el valor tixotrópico seguía en ascenso, alcanzando el estado óptimo a 3000 r/min, con una viscosidad de 4543 Pa·s y un valor tixotrópico de 5.
Sin embargo, a medida que aumentaba la velocidad de dispersión, la tendencia ascendente de la viscosidad y la tixotropía del recubrimiento UV se desaceleró gradualmente hasta alcanzar un valor crítico. Aumentos posteriores de la velocidad dejaron de afectar las propiedades de espesamiento y tixotropía, y la viscosidad y la tixotropía se estabilizaron.
Posteriormente, los técnicos aplicaron los recubrimientos UV mencionados y, tras el curado, observaron que, a velocidades de dispersión inferiores a 1000 r/min, la superficie de la película recubierta mostraba una granularidad y fragmentación evidentes. A velocidades superiores a 2000 r/min, la superficie de la película era más lisa.
En general, para lograr la viscosidad, tixotropía y estado de partículas óptimos del recubrimiento UV, las condiciones de dispersión deben ser superiores a 2000 r/min durante 30 minutos.
| Rendimiento del recubrimiento | en blanco | HL-200 | Sílice pirogénica de otras marcas | Aluna-100 |
|---|---|---|---|---|
| Brillo (°) | 85 | 71 | 73 | 82 |
| Bruma (%) | 0.9 | 1.82 | 1.96 | 2.45 |
| Transmitancia de luz (%) | 86 4 .. | 85.3 | 84.5 | 85.8 |
| Dureza (dureza del lápiz) | 4H | 5H | 5H | 6H |
| Valor de abrasión (g) | 0.0746 | 0.0408 | 0.0413 | 0.0375 |
Al mismo tiempo, con una cantidad de aditivo en polvo del 1.5 %, los técnicos realizaron experimentos exhaustivos y comparaciones sobre el brillo, la opacidad, la transmitancia de luz, la dureza y el valor de abrasión de las películas de recubrimiento UV para muestras en blanco, HL-200, un producto de sílice pirogénica hidrófila competidora y alúmina pirogénica Aluna-100.
En los experimentos anteriores, en comparación con la muestra en blanco, el HL-200 y el producto de la competencia tuvieron un bajo impacto en la transmitancia de la luz y pudieron mejorar la dureza del recubrimiento UV. Las diferencias en mateado, dureza y resistencia a la abrasión entre ambos no fueron significativas. Al comparar diferentes nanomateriales pirogénicos, la adición de sílice pirogénica redujo el brillo de la película de recubrimiento, mientras que la alúmina pirogénica Aluna-100 tuvo un menor impacto en el brillo del recubrimiento UV. También proporcionó una mayor mejora en la dureza del recubrimiento, una menor pérdida de masa en el valor de abrasión y una mayor resistencia a la abrasión.
conclusión
Los nanomateriales pirogénicos, como la sílice pirogénica y la alúmina pirogénica, tienen un valor de aplicación significativo en recubrimientos UV y pueden mejorar notablemente su rendimiento. Sin embargo, su grado de dispersión en el recubrimiento influye de forma crucial en su rendimiento. Una buena dispersión permite que los nanomateriales se distribuyan uniformemente en el sistema de recubrimiento, aprovechando al máximo sus propiedades únicas para mejorar la viscosidad y la tixotropía del recubrimiento, mejorar el estado de las partículas y potenciar el brillo, la transmitancia de la luz, la dureza del lápiz y la resistencia a la abrasión de la película de recubrimiento.
Por el contrario, una dispersión deficiente puede provocar viscosidad anormal, defectos en la película de recubrimiento, reducción del brillo y la transmitancia de la luz, así como inestabilidad en la dureza y la resistencia a la abrasión. Por lo tanto, al aplicar nanomateriales pirogénicos en recubrimientos UV, es fundamental priorizar la investigación y la optimización de los procesos de dispersión, utilizar equipos y agentes dispersantes adecuados y garantizar una buena dispersión de los nanomateriales en el recubrimiento. Esto permitirá aprovechar al máximo los efectos de mejora del rendimiento de los nanomateriales pirogénicos en los recubrimientos UV e impulsar el desarrollo de la industria de los recubrimientos UV.
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