Exploration et comparaison de la silice pyrogénée hydrophile et hydrophobe dans les revêtements plastiques UV

Propriétés et applications fonctionnelles du HL-200

HB-151 Propriétés et applications fonctionnelles

Silice pyrogénée est une silice amorphe produite par l'hydrolyse de chlorosilanes volatils dans une flamme hydrogène-oxygène. Elle est constituée de particules primaires nanométriques, généralement de taille comprise entre 7 40 nm. Ses structures agrégées et agglomérées se traduisent par une surface spécifique très développée, généralement comprise entre 50 450-m²/g. Cette microstructure unique confère une gamme de propriétés spéciales à silice pyrogénée, tels qu'une pureté élevée, une surface spécifique élevée, une réactivité élevée, une bonne dispersibilité et une capacité significative à influencer les propriétés rhéologiques du système.

Silice pyrogénée hydrophile Il conserve un grand nombre de groupes silanols à sa surface, ce qui le rend hydrophile et capable d'être mouillé et dispersé dans l'eau. Dans le système de revêtement plastique UV, les groupes silanols à la surface forment un réseau de réticulation physique par des interactions telles que les liaisons hydrogène, ce qui affecte la viscosité et la thixotropie du revêtement.

Hydrophobe fumé silice Produit par modification de surface de silice pyrogénée hydrophile, généralement à l'aide d'agents tels que l'hexaméthyldisilazane (HMDS) ou le diméthyldichlorosilane (DDS). Après modification, les groupes silanol de surface réagissent ou sont protégés, ce qui leur confère un caractère hydrophobe. Dans les revêtements plastiques UV, la silice pyrogénée hydrophobe peut influencer la rhéologie du revêtement, non seulement par la formation de liaisons hydrogène avec les groupes silanol restants, mais aussi par l'enchevêtrement des molécules de l'agent de traitement.

Quels sont les effets spécifiques de la silice pyrogénée hydrophile sur la viscosité et la thixotropie des revêtements plastiques UV ?

L'incorporation de silice pyrogénée hydrophile augmente efficacement la viscosité des revêtements plastiques UV. Des liaisons hydrogène se forment entre les groupes silanols de surface, créant un réseau tridimensionnel qui entrave la libre circulation des molécules au sein du revêtement, ce qui se traduit macroscopiquement par une augmentation de la viscosité. Soumis à des forces externes (telles que le cisaillement lors du brossage ou de la pulvérisation), ce réseau de liaisons hydrogène est partiellement rompu, ce qui entraîne une diminution de la viscosité et permet une application homogène du revêtement.

Une fois la force externe supprimée, le réseau de liaisons hydrogène se reforme progressivement et la viscosité se rétablit. Ceci assure un excellent comportement thixotrope, empêchant efficacement l'affaissement lors de l'application, améliorant la stabilité au stockage du revêtement et contribuant à prévenir la sédimentation de particules solides comme les pigments.

Prendre HIFULL^® silice pyrogénée hydrophile HL-200 à titre d'exemple, dans une application de revêtements plastiques UV, lorsque le niveau d'ajout était % 0.5, La viscosité et l'indice de thixotropie du revêtement plastique UV ne présentent que peu de variations. Cependant, à mesure que le niveau d'ajout augmente, 0.5% à 2%, la viscosité à faible taux de cisaillement augmente de 400 Pa·s à 3100 Pa·s, une augmentation significative de % 675.

À taux de cisaillement élevé, la viscosité augmente également 420 Pa·s à 1100 Pa·s, une augmentation de 161 %Ces augmentations respectives répondent aux exigences d'écoulement du revêtement plastique UV dans différentes conditions d'application. L'indice thixotrope augmente de 0.9 à 2.8, représentant une augmentation d'environ % 210. Pendant ce temps, le concurrent A présente un comportement épaississant et thixotrope comparable à celui du HL-200, atteignant un rapport coût-performance optimal à un dosage de 1.5 %.

Et en prenant HIFULL^® silice pyrogénée hydrophobe HB-151 À titre d'exemple, lorsque le niveau d'ajout est de 0.5 %, la viscosité et l'indice de thixotropie du revêtement plastique UV ne changent que peu. Cependant, lorsque le niveau d'ajout augmente de 0.5 % à 2 %, la viscosité à faible taux de cisaillement passe de 400 Pa·s à 2 800 Pa·s, soit une augmentation significative de 600 %. Parallèlement, la viscosité à taux de cisaillement élevé augmente de 420 Pa·s à 1 050 Pa·s, soit une augmentation de 150 %. L'indice de thixotropie augmente également de 0.9 à 2.8, ce qui représente une croissance d'environ 210 %. De plus, le concurrent B présente un comportement épaississant et thixotrope comparable à celui du HB-151, atteignant un avantage coût-performance optimal à un dosage de 1.5 %. 

Dans les revêtements plastiques UV, la silice pyrogénée hydrophobe influence principalement les propriétés rhéologiques du revêtement par la formation de liaisons hydrogène à partir des groupes silanols de surface et l'enchevêtrement des molécules de l'agent de traitement. De par sa nature hydrophobe, elle interagit plus facilement avec les molécules organiques non polaires du système de revêtement, formant ainsi une structure en réseau lâche. Comparée à la silice pyrogénée hydrophile, elle a un effet légèrement plus faible sur l'augmentation de la viscosité du revêtement.

Dans les formulations de revêtement plastique UV où une résistance à l'eau plus élevée est requise, HIFULL^® La silice pyrogénée hydrophobe confère non seulement de bonnes thixotropie au revêtement, empêchant efficacement l'affaissement, mais améliore également considérablement la résistance à l'eau du film durci en réduisant l'adsorption et la pénétration des molécules d'eau.

Les silices pyrogénées, qu'elles soient hydrophile ou hydrophobe, peuvent influencer significativement la viscosité et la thixotropie des revêtements plastiques UV grâce à leurs mécanismes uniques, offrant ainsi d'excellentes propriétés d'application et une excellente stabilité au stockage. La silice pyrogénée hydrophile repose principalement sur la liaison hydrogène des groupes hydroxyles de surface, tandis que la silice pyrogénée hydrophobe fonctionne grâce à la liaison hydrogène des silanols de surface et à l'enchevêtrement des molécules d'agents de traitement.

Dans les applications pratiques, le type et le niveau d'ajout de silice pyrogénée doivent être sélectionnés de manière rationnelle en fonction des exigences de performance spécifiques du revêtement plastique UV. Cette optimisation permet de répondre aux exigences de revêtement de divers produits plastiques et favorise le développement de l'industrie des revêtements plastiques UV.