L'effet anti-affaissement de la silice pyrogénée dans la peinture époxy riche en zinc
Peinture époxy riche en zinc Ce matériau est largement utilisé dans les systèmes de protection anticorrosion pour applications exigeantes grâce à ses propriétés de protection cathodique et à sa forte adhérence aux substrats en acier. Il est couramment employé pour les structures en acier exposées à des environnements difficiles, notamment les éléments de ponts, les plateformes offshore, les pipelines et les équipements industriels.
Lors de l'application de revêtements, notamment sur des surfaces verticales ou des géométries complexes, le phénomène de coulure demeure un défi majeur. Avant polymérisation, le film de revêtement humide peut s'écouler sous l'effet de la gravité lorsque sa contrainte interne est insuffisante pour assurer sa stabilité. Ceci peut engendrer une épaisseur de revêtement irrégulière, des marques de coulure et des défauts localisés, affectant l'aspect et la protection à long terme. Améliorer la résistance à la coulure tout en conservant une bonne planéité exige un ajustement précis de la rhéologie du revêtement.
La silice pyrogénée hydrophobe est largement utilisée comme modificateur de rhéologie pour répondre à cette exigence. silice fumée hydrophobe HIFULL® Développée par Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd., cette technologie permet un meilleur contrôle structurel des formulations de revêtements haute performance.
Caractéristiques de la silice pyrogénée hydrophobe
Silice pyrogénée Il s'agit d'une silice amorphe nanométrique produite par hydrolyse en flamme d'halogénures de silicium dans une flamme hydrogène-oxygène. Elle présente généralement une pureté supérieure à 99.8 % et une taille de particules primaires de 7 – 40 nmet une surface spécifique allant de 30–450 m²/gLa surface des particules contient de nombreux groupes silanol (Si–OH), qui offrent une forte activité de surface et permettent l'interaction avec les composants de la résine environnante.
On obtient de la silice pyrogénée hydrophobe par modification de surface de la silice pyrogénée hydrophile. Ce procédé consiste à remplacer partiellement les groupements silanol de surface par des groupements hydrophobes à l'aide de modificateurs tels que le diméthyldichlorosilane. Cette modification réduit la polarité de surface, améliore la compatibilité avec les résines organiques et renforce la stabilité de la dispersion tout en préservant la surface spécifique élevée de la silice pyrogénée.
Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. est une entreprise nationale de premier plan spécialisée dans les nanomatériaux pyrogénés. Forte de plus de 20 ans d'expérience dans ce domaine, la société a participé à l'élaboration de trois normes internationales et détient 52 brevets fondamentaux. La gamme de produits HIFULL® à base de silice pyrogénée hydrophobe comprend : HB-139, HB-151, HB-612, HB-615 et HB-620, offrant différentes propriétés de surface et effets rhéologiques pour diverses applications de revêtement.
Niveau | Surface spécifique (m² / g) | Valeur du pH en dispersion à 4% | Perte au séchage (%) | Perte au feu (%) | Teneur en silice (%) | Teneur en carbone (%) | Densité tassée (g/L) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
140 20 ± | 5.0 ou 8.0 | ≤ 0.7 | ≤ 2.0 | ≥ 99.8 | 0.7 ou 1.3 | 40 ou 60 | |
140 20 ± | 5.0 ou 8.0 | ≤ 0.7 | ≤ 4.0 | ≥ 99.8 | 1.0 ou 1.7 | 40 ou 60 | |
170 30 ± | 6.0 ou 9.0 | ≤ 0.7 | ≤ 4.0 | ≥ 99.8 | 1.5 ou 2.5 | 40 ou 60 | |
110 30 ± | 4.0 ou 7.0 | ≤ 0.7 | ≤ 10.0 | ≥ 99.8 | 4.0 ou 7.0 | 45 ou 70 | |
130 30 ± | ≥ 3.9 | ≤ 0.7 | ≤ 2.5 | ≥ 99.8 | 0.6 ou 1.2 | 40 ou 60 |
Évaluation des performances anti-affaissement d'une peinture époxy riche en zinc
L’influence de la silice pyrogénée hydrophobe sur la résistance au coulage d’une peinture époxy riche en zinc a été évaluée par une étude comparative de formulations. La formulation témoin ne contenait aucun additif rhéologique, tandis que la formulation testée incorporait 1.8 % de silice pyrogénée hydrophobe HIFULL® dans des conditions d’application identiques.
Un appareil de test d'affaissement a été utilisé pour préparer des films de revêtement d'épaisseurs différentes sur des panneaux en fer-blanc standard. Les épaisseurs de film testées étaient les suivantes :
50 μm, 75 μm, 100 μm, 125 μm, 150 μm, 175 μm, 200 μm, 225 μm, 250 μm et 275 μm.
Cette plage d'épaisseur couvre la variation typique de l'épaisseur d'application d'un revêtement monocouche et permet une comparaison directe de la limite d'affaissement entre les formulations.
Figure 1
Lorsque les panneaux revêtus ont été placés horizontalement, aucune différence notable n'a été observée entre l'échantillon témoin et la formulation contenant 1.8 % de silice pyrogénée hydrophobe HIFULL®. Les deux échantillons présentaient des surfaces lisses et un comportement de nivellement comparable, ce qui indique que l'additif n'a pas affecté négativement l'écoulement du revêtement lors de son application.
La différence est devenue apparente lorsque les panneaux ont été placés verticalement dans des conditions identiques, permettant à la gravité d'agir sur les films de revêtement non polymérisés.
Figure 2
Pour l'échantillon témoin, l'augmentation de l'épaisseur du film a entraîné une diminution progressive de la résistance à l'affaissement. Lorsque l'épaisseur du revêtement atteignait 100 μm ou plus, la force gravitationnelle dépassait la limite d'élasticité du système de revêtement, provoquant un écoulement vers le bas, une accumulation irrégulière sur le bord inférieur et des défauts d'affaissement visibles. Pour des épaisseurs supérieures à 175 μm, un affaissement important se produisait, entraînant une déformation significative du film de revêtement.
En revanche, la formulation contenant 1.8 % de silice pyrogénée hydrophobe HIFULL® a conservé des bords uniformes et une surface lisse sur toute la plage d'épaisseurs testée, de 50 µm à 275 µm. Aucun affaissement visible n'a été observé, même à 275 µm, une épaisseur supérieure à celle des applications monocouches classiques. Ce résultat confirme que la silice pyrogénée hydrophobe HIFULL® améliore efficacement la résistance à l'affaissement des peintures époxy riches en zinc, notamment en application épaisse.
Mécanisme rhéologique du contrôle de l'affaissement
L’effet anti-affaissement de la silice pyrogénée provient de la formation d’un réseau tridimensionnel réversible au sein du système de revêtement liquide.
Les groupes silanol de surface de la silice pyrogénée interagissent avec les groupes polaires des molécules de résine époxy par liaisons hydrogène. Parallèlement, les particules de silice forment des structures interconnectées grâce à des interactions particule-particule, créant ainsi un réseau physique faible au sein de la matrice de revêtement.
Dans des conditions de faible cisaillement, comme lors du stockage ou après application, ce réseau augmente la viscosité et assure une contrainte de seuil suffisante pour maintenir la stabilité du film. Lors de procédés à fort cisaillement, tels que l'application au pinceau, au rouleau ou par pulvérisation, la structure du réseau se désagrège temporairement, réduisant la viscosité et améliorant les performances d'application. Après la suppression du cisaillement, la structure se reconstitue rapidement, permettant au revêtement de retrouver sa résistance à l'écoulement gravitationnel.
Ce comportement rhéologique réversible permet à la peinture époxy riche en zinc d'atteindre un équilibre entre les propriétés d'application et la résistance à l'affaissement.
Avantages de l'application des revêtements protecteurs haute performance
L'incorporation de silice pyrogénée hydrophobe HIFULL® confère aux revêtements époxy riches en zinc une stabilité de film améliorée lors de l'application, tout en préservant leurs propriétés de nivellement. Ce contrôle rhéologique optimisé est particulièrement adapté aux revêtements à forte épaisseur appliqués sur des surfaces verticales, des structures complexes et des composants en acier de grande taille.
Grâce à la modification de surface à l'échelle nanométrique et à la formation d'un réseau, la silice pyrogénée hydrophobe améliore la fiabilité de traitement des systèmes de revêtement protecteur utilisés dans des applications telles que les structures offshore, les pipelines, les installations industrielles et la protection de l'acier lourd.
Lectures complémentaires:
Bonjour, clients
Je m'appelle Van, je suis le directeur commercial de HIFULL, je travaille dans l'industrie de la silice fumée depuis plus de 10 ans. N'hésitez pas à me contacter. Je suis heureux de vous fournir le meilleur service et les meilleurs produits.
