Противоосаждающие свойства гидрофобного осажденного диоксида кремния в эпоксидных антикоррозионных покрытиях
Контроль осаждения наполнителя в высокопрочных эпоксидных покрытиях
Высокопрочные эпоксидные антикоррозионные покрытия, используемые в морских сооружениях, нефтехимическом оборудовании и крупных сталелитейных заводах, часто содержат большое количество цинкового порошка и неорганических наполнителей для обеспечения защиты от коррозии и улучшения механических характеристик.
Однако существенная разница в плотности между этими твердыми компонентами и смоляной фазой может привести к осаждению во время хранения и транспортировки.
При длительном хранении недостаточная стабильность суспензии может привести к расслоению покрытия, неравномерному составу и снижению однородности нанесения.
В тяжелых случаях на дне контейнера могут образовываться плотные слои осадка, что затрудняет перемешивание и влияет на качество покрытия во время нанесения.
Для инженеров-разработчиков рецептур поддержание стабильной суспензии наполнителя при сохранении текучести покрытия остается ключевой задачей. Гидрофобный осажденный диоксид кремния представляет собой эффективный подход, создавая трехмерную реологическую сеть внутри эпоксидной матрицы.
Роль гидрофобного осажденного диоксида кремния в реологическом контроле
Дымчатый диоксид кремния — это наноразмерный аморфный материал на основе диоксида кремния, получаемый методом парофазного синтеза. Как правило, размер первичных частиц составляет 7–40 нм , а удельная площадь поверхности — 30–450 м²/г.
Гидрофобный осажденный диоксид кремния, такой как HB-139 , разработанный компанией Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd., модифицируется органическими поверхностными покрытиями, включая полидиметилсилоксан. Модификация поверхности вводит гидрофобные силоксановые группы, улучшая совместимость с органическими смолами, сохраняя при этом эффективность загущения и тиксотропные свойства, характерные для частиц диоксида кремния с большой площадью поверхности.
В эпоксидных антикоррозионных покрытиях гидрофобный осажденный диоксид кремния действует как модификатор реологии, а не просто как добавка, повышающая вязкость. Частицы диоксида кремния взаимодействуют посредством водородных связей и сил Ван дер Ваальса, образуя обратимую трехмерную сеть внутри матрицы покрытия.
Такая структура повышает вязкость при низких скоростях сдвига и обеспечивает достаточный предел текучести для суспендирования высокоплотного цинкового порошка и наполнителей.
В условиях сдвигового воздействия, возникающего при смешивании, нанесении кистью или распылении, кремнеземная сетка временно разрушается, снижая вязкость и обеспечивая гладкое нанесение покрытия. После прекращения сдвигового воздействия сетка быстро восстанавливается, возвращая вязкость и обеспечивая псевдопластичное тиксотропное поведение. Этот обратимый процесс помогает сбалансировать стабильность при хранении и эксплуатационные характеристики покрытия.
Компания Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. — это национальное предприятие «малого гиганта», специализирующееся на наноматериалах, полученных методом осаждения из паровой фазы. Обладая более чем 20-летним опытом работы в этой области, компания участвовала в разработке трех международных стандартов и владеет 52 ключевыми патентами. Ассортимент гидрофобных наноматериалов HIFULL®, полученных методом осаждения из паровой фазы, включает HB-139 , HB-151 , HB-612 , HB-615 и HB-620 , обеспечивающие различные поверхностные свойства и реологические эффекты для различных применений в области покрытий.
Влияние нагрузки HB-139 на стабильность осадконакопления
Влияние гидрофобного осажденного диоксида кремния HB-139 на стабильность эпоксидного покрытия показано на рисунке 1.
Рисунок 1
После выдержки в течение определенного периода времени эталонный состав без осажденного диоксида кремния продемонстрировал явное расслоение твердой и жидкой фаз. Значительное количество наполнителя накопилось на дне контейнера, в то время как верхний слой стал почти прозрачным, что указывает на недостаточную стабильность суспензии.
При добавлении 0.4% HB-139 осаждение уменьшилось, хотя частичное расслоение фаз оставалось заметным. Увеличение содержания HB-139 до 0.8% еще больше улучшило однородность покрытия, существенно уменьшив слой осаждения. При уровне добавления 1.2% покрытие сохраняло практически однородный вид, и визуального осмотра явного осаждения не наблюдалось.
Результаты показывают, что увеличение концентрации HB-139 повышает антиосаждающие свойства эпоксидных антикоррозионных покрытий. Улучшение объясняется образованием более прочной сетчатой структуры на основе диоксида кремния, которая уменьшает гравитационное разделение цинкового порошка и частиц наполнителя.
Механизм предотвращения осадконакопления
Противоосаждающие свойства осажденного диоксида кремния тесно связаны с химическим составом его поверхности и наноструктурой.
Дымчатый диоксид кремния получают путем высокотемпературного гидролиза хлорсилана в водородно-кислородном пламени, в результате чего образуются аморфные частицы диоксида кремния с первичными размерами частиц 7–40 нм и удельной поверхностью 30–450 м²/г. Поверхность частиц содержит силанольные группы (Si–OH), которые обеспечивают активные центры для межмолекулярных взаимодействий.
При диспергировании в эпоксидной системе покрытия эти поверхностные группы способствуют взаимодействию между частицами и формируют непрерывную трехмерную сеть. Образующаяся кремнеземная структура действует как микроскопический опорный каркас, уменьшая подвижность плотных частиц цинка и неорганических наполнителей под действием силы тяжести.
Та же самая сетевая структура также способствует улучшению характеристик покрытий. Во время процессов сдвига, таких как смешивание или распыление, сетка временно ослабевает, позволяя покрытию течь. После прекращения сдвига структура восстанавливается, улучшая восстановление вязкости, тиксотропию и устойчивость к стеканию.
HB-139 Гидрофобный осажденный диоксид кремния для нанесения эпоксидных покрытий.
HB-139 — это гидрофобный сорт осажденного диоксида кремния, разработанный компанией Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. Благодаря обработке поверхности полидиметилсилоксаном, HB-139 обеспечивает эффективное загущение, контролируемую тиксотропию, антистекающие свойства и совместимость с эпоксидными смолами.
Компания HIFULL® более двадцати лет специализируется на разработке наноматериалов в паровой фазе и создала портфель гидрофобных продуктов из осажденного диоксида кремния, включая HB-139, HB-151 и HB-620 . Компания участвовала в разработке трех международных стандартов и владеет 52 ключевыми патентами. Ее продукция получила сертификаты ISO9001, REACH, Halal и Kosher и используется в промышленных целях, включая покрытия, клеи и материалы для новых источников энергии.
Практическое применение в системах покрытий для тяжелых условий эксплуатации
Гидрофобный осажденный диоксид кремния обеспечивает эпоксидным антикоррозионным покрытиям улучшенную стабильность суспензии, контролируемую реологию и более стабильные характеристики нанесения. Поддерживая равномерное распределение наполнителя во время хранения и обеспечивая подходящее поведение текучести во время нанесения, модификация реологии на основе диоксида кремния помогает решить проблемы осаждения в сложных системах покрытий.
Эти свойства делают гидрофобный осажденный диоксид кремния пригодным для нанесения защитных покрытий повышенной прочности на морских платформах, трубопроводах, нефтехимических предприятиях и крупных стальных конструкциях, где требуется долговременная стабильность при хранении и надежная работа при нанесении.
Дальнейшее чтение:
Привет, Клиенты!
Меня зовут Ван, я бизнес-менеджер HIFULL, я работаю в сфере производства пирогенного кремнезема более 10 лет. Не стесняйтесь обращаться ко мне. Я с радостью предоставлю вам лучший сервис и продукцию.
