Противостекающий эффект осажденного диоксида кремния в эпоксидной краске с высоким содержанием цинка
Эпоксидная краска с высоким содержанием цинка Благодаря своим катодным защитным свойствам и прочной адгезии к стальным основаниям, этот материал широко применяется в системах защиты от коррозии в тяжелых условиях. Он обычно используется для стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред, включая элементы мостов, морские платформы, трубопроводы и промышленное оборудование.
В процессе нанесения покрытия, особенно на вертикальные поверхности или сложные геометрические формы, провисание остается серьезной проблемой. До отверждения влажная пленка покрытия может стекать вниз под действием силы тяжести, если ее внутреннее напряжение текучести недостаточно для поддержания стабильности пленки. Это может привести к неравномерной толщине покрытия, следам провисания и локальным дефектам, влияя как на внешний вид, так и на долговременные защитные свойства. Для повышения устойчивости к провисанию при сохранении хороших выравнивающих свойств требуется точная настройка реологии покрытия.
Гидрофобный осажденный диоксид кремния широко используется в качестве модификатора реологических свойств для удовлетворения этого требования. Гидрофобный пирогенный диоксид кремния HIFULL® Разработанная компанией Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. технология обеспечивает улучшенный контроль структуры для высокоэффективных составов покрытий.
Характеристики гидрофобного осажденного диоксида кремния
Белая сажа Это наноразмерный аморфный диоксид кремния, получаемый путем пламенного гидролиза галогенидов кремния в водородно-кислородном пламени. Обычно он обладает чистотой выше 99.8%, а размер первичных частиц составляет 7 – 40 нми удельная площадь поверхности, варьирующаяся от 30–450 м²/гПоверхность частиц содержит большое количество силанольных групп (Si–OH), которые обеспечивают высокую поверхностную активность и позволяют взаимодействовать с окружающими компонентами смолы.
Гидрофобный осажденный диоксид кремния получают путем модификации поверхности гидрофильного осажденного диоксида кремния. В ходе этого процесса поверхностные силанольные группы частично замещаются гидрофобными группами с использованием модификаторов, таких как диметилдихлорсилан. Модификация снижает полярность поверхности, улучшает совместимость с органическими смолами и повышает стабильность дисперсии, сохраняя при этом высокую удельную площадь поверхности осажденного диоксида кремния.
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 из осажденного диоксида кремния HIFULL® включает в себя: HB-139, HB-151, HB-612, HB-615 и HB-620обеспечивая различные поверхностные свойства и реологические эффекты для различных применений в области нанесения покрытий.
Класс | Удельная поверхность (м² / г) | Значение pH в 4% дисперсии | Потери при сушке (%) | Потери при прокаливании (%) | Содержание кремнезема (%) | Содержание углерода (%) | Плотность утрамбованного материала (г/л) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
140 20 ± | 5.0 ~ 8.0 | ≤0.7 | ≤2.0 | ≥99.8 | 0.7 ~ 1.3 | 40 ~ 60 | |
140 20 ± | 5.0 ~ 8.0 | ≤0.7 | ≤4.0 | ≥99.8 | 1.0 ~ 1.7 | 40 ~ 60 | |
170 30 ± | 6.0 ~ 9.0 | ≤0.7 | ≤4.0 | ≥99.8 | 1.5 ~ 2.5 | 40 ~ 60 | |
110 30 ± | 4.0 ~ 7.0 | ≤0.7 | ≤10.0 | ≥99.8 | 4.0 ~ 7.0 | 45 ~ 70 | |
130 30 ± | ≥3.9 | ≤0.7 | ≤2.5 | ≥99.8 | 0.6 ~ 1.2 | 40 ~ 60 |
Оценка противоскользящих свойств эпоксидной цинкосодержащей краски.
Влияние гидрофобного осажденного диоксида кремния на устойчивость к стеканию эпоксидной цинкосодержащей краски оценивалось с помощью сравнительного исследования рецептур. В контрольной рецептуре не содержалось реологических добавок, тогда как в исследуемой рецептуре было добавлено 1.8% гидрофобного осажденного диоксида кремния HIFULL® при идентичных условиях нанесения покрытия.
Для получения пленочных покрытий различной толщины на стандартных жестяных панелях использовался тестер провисания. Испытывались пленки следующих толщин:
50 мкм, 75 мкм, 100 мкм, 125 мкм, 150 мкм, 175 мкм, 200 мкм, 225 мкм, 250 мкм и 275 мкм.
Этот диапазон толщины охватывает типичные колебания толщины однослойного покрытия и позволяет напрямую сравнивать предел провисания между различными составами.
Рисунок 1
При горизонтальном размещении панелей с покрытием не наблюдалось очевидной разницы между образцом без покрытия и составом, содержащим 1.8% гидрофобного осажденного диоксида кремния HIFULL®. Оба образца имели гладкую поверхность и сопоставимое выравнивание, что указывает на то, что добавка не оказывала негативного влияния на растекаемость покрытия во время нанесения.
Разница стала очевидной, когда панели были размещены вертикально в одинаковых условиях, позволяя силе тяжести воздействовать на незатвердевшие пленки покрытия.
Рисунок 2
В контрольном образце увеличение толщины пленки приводило к постепенному снижению сопротивления провисанию. Когда толщина покрытия достигала 100 мкм или более, сила тяжести превышала предел текучести покрытия, вызывая нисходящее течение, неравномерное накопление на нижнем крае и видимые дефекты провисания. При толщине более 175 мкм происходило сильное провисание, приводящее к значительной деформации пленки покрытия.
В отличие от этого, состав, содержащий 1.8% гидрофобного осажденного диоксида кремния HIFULL®, обеспечивал равномерные края и гладкую поверхность во всем диапазоне исследованных толщин от 50 мкм до 275 мкм. Видимого провисания не наблюдалось даже при толщине 275 мкм, что превышает толщину, характерную для обычных однослойных покрытий. Результат подтверждает, что гидрофобный осажденный диоксид кремния HIFULL® эффективно улучшает противопровисающие свойства эпоксидной цинкосодержащей краски в условиях нанесения толстых слоев.
Реологический механизм контроля провисания
Противостекающий эффект осажденного диоксида кремния обусловлен образованием обратимой трехмерной сетки внутри жидкой системы покрытия.
Поверхностные силанольные группы осажденного диоксида кремния взаимодействуют с полярными группами в молекулах эпоксидной смолы посредством водородных связей. В то же время частицы диоксида кремния образуют взаимосвязанные структуры за счет межчастичных взаимодействий, создавая слабую физическую сеть по всей матрице покрытия.
В условиях низкого сдвига, например, при хранении или после нанесения, эта сетчатая структура увеличивает вязкость и обеспечивает достаточный предел текучести для поддержания стабильности пленки. Во время процессов с высоким сдвигом, включая нанесение кистью, валиком или распылением, сетчатая структура временно разрушается, снижая вязкость и улучшая характеристики нанесения. После снятия сдвига структура быстро восстанавливается, позволяя покрытию восстановить свою устойчивость к гравитационному потоку.
Такое обратимое реологическое поведение позволяет эпоксидной краске с высоким содержанием цинка достичь баланса между свойствами нанесения и устойчивостью к стеканию.
Преимущества применения в защитных покрытиях для тяжелых условий эксплуатации
Включение гидрофобного осажденного диоксида кремния HIFULL® обеспечивает эпоксидным цинксодержащим покрытиям улучшенную стабильность пленки во время нанесения, сохраняя при этом выравнивающие свойства. Улучшенный реологический контроль особенно подходит для толстых покрытий, наносимых на вертикальные поверхности, сложные конструкции и крупногабаритные стальные компоненты.
Благодаря наноразмерной модификации поверхности и формированию сетчатой структуры, гидрофобный осажденный диоксид кремния повышает надежность обработки защитных покрытий, используемых в таких областях, как морские сооружения, трубопроводы, промышленные объекты и защита высокопрочной стали.
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.
