Anwendungseigenschaften von Silica in Beschichtungen
Auf dem Gebiet der Beschichtungen hat Siliciumdioxid die Funktionen Verdickung, Thixotropie, Ausfällungshemmung und Extinktion und kann die Anwendbarkeit von Beschichtungen bei der Herstellung, Lagerung, Aufbringung und nach dem Aushärten verbessern. Es ist ein wichtiger funktioneller Füllstoff.
1. Als rheologisches Hilfsmittel verwenden
Siliziumdioxid weist eine große Anzahl von Hydroxylgruppen auf seiner Oberfläche auf. Diese Hydroxylgruppen bilden Wasserstoffbrücken zwischen ihren Aggregaten. Wenn sie vollständig in Beschichtungen dispergiert sind, bilden sie eine Netzwerkstruktur aus Siliziumdioxid.
Einerseits ist im Bauprozess die Lösungsmittelverflüchtigung am Rand der Beschichtung schneller, was zu einer ungleichmäßigen Oberflächenspannung führt und es leicht macht, dass sich die Beschichtung zum Rand hin bewegt. Das Silica-Netzwerk kann wirksam verhindern, dass sich die Beschichtung bewegt und Kanten bildet, und gleichzeitig kann es verhindern, dass die Beschichtung während des Härtungsprozesses hängt und die Beschichtung gleichmäßig wird.
Andererseits kann Siliziumdioxid Wasserstoffbrückenbindungen bilden, die die niedrige und mittlere Scherviskosität des Systems erhöhen, eine verdickende Rolle spielen und thixotrope Phänomene erzeugen können. Daher wird Siliziumdioxid in öligen Systemen häufig verwendet.
Darüber hinaus hat Siliciumdioxid eine große spezifische Oberfläche, eine hohe Oberflächenenergie und ist sehr leicht wieder zu vereinigen. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, muss es im Auftragsprozess richtig dispergiert werden. Wenn die Dispersion unzureichend ist, kann die dreidimensionale Netzwerkstruktur nicht vollständig gebildet werden, aber eine übermäßige Dispersion führt dazu, dass die Netzwerkstruktur zwischen Silikapartikeln vollständig zerstört wird, selbst wenn die Scherkraft für eine lange Zeit gestoppt wird, wird ihre Netzwerkstruktur zerstört schwer zu erholen sein.
Bei der Herstellung von Beschichtungen beeinflussen die Oberflächenbehandlung von Siliciumdioxid, die Art der Zugabe von Siliciumdioxid, die Wahl der Dispergierausrüstung usw. den Dispersionszustand von gasförmigem Siliciumdioxid in Beschichtungen. Im Allgemeinen ist es besser, Kieselsäure zuerst in der Vorschlämmung zu dispergieren und dann in Pulver zu geben, um sie vollständig zu dispergieren.
2. Als Antisinkmittel verwendet
Siliciumdioxid hat eine kleine Teilchengröße, eine große spezifische Oberfläche und Silanalkoholgruppen an der Oberfläche. Diese Silanalkohole interagieren mit benachbarten Silikapartikeln, um Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden.
Durch Wasserstoffbrückenbindung bildet sich eine thixotrope Struktur. Die Suspension von Siliciumdioxid beruht auf der Bildung einer Netzwerkstruktur, wenn es in Lösung dispergiert wird. Diese Netzwerkstruktur erschwert das Zusammenwachsen und die Phasentrennung der Partikel im System. Gleichzeitig ist die Erhöhung der Viskosität des Systems auch vorteilhaft, um die Bewegung der Komponenten im System zu verhindern.
Als ideales Antisedimentationsmittel verhindert pyrogene Kieselsäure einerseits sehr wirksam die Ausfällung von Pigmenten im Lacksystem. Insbesondere für das Farbpastensystem verbessert eine ordnungsgemäße Zugabe die Stabilität der Farbpaste erheblich und kann die Menge des Benetzungsdispergiermittels verringern, um die Anwendbarkeit der Farbpaste zu verbessern und den Einfluss der Farbpaste auf das Farbsystem zu verringern . Durch Wasserstoffbrückenbindung bildet sich eine thixotrope Struktur.
Andererseits wirkt sich die Antisedimentationswirkung von Siliziumdioxid sehr günstig auf die Lagerung von Beschichtungen aus, insbesondere sind einige Pigmente, wie Metallpulver und dünne Bleche, leicht auszufällen und können nicht vollständig suspendiert werden. Die Verwendung von Siliciumdioxid in der Gasphase kann seine Dispersion ohne Ausfällung sicherstellen. Gemäß der Gesamtformel liegt die Menge an Kieselsäure im Bereich von 0,4% bis 0,8%, muss jedoch in besonderen Fällen, z. B. bei zinkreichen Farben, auf 2% erhöht werden.
3. Als Dispergiermittel verwenden
In Pulverlacksystemen kann aufgrund der geringen Partikelgröße und hohen Oberflächenenergie von Kieselsäure auf der Oberfläche von Pulverlacken adsorbiert werden und eine Oberflächenschicht auf der Oberfläche von Pulverlacken bilden, um die Dispergier- und Sprühleistung von Lacken zu verbessern, so Es kann als Dispergiermittel verwendet werden.
Es ist bemerkenswert, die Zugabe von Siliciumdioxid zu kontrollieren, im allgemeinen nicht mehr als 1%. Da die thixotrope Eigenschaft des Systems zu stark ist, reicht die Kantenscherkraft beim Dispergieren des Systems nicht aus und es wird gefroren, was die Dispergiereffizienz beeinträchtigt.
Hydrophobes Siliciumdioxid ist der beste Weg, um die Haftung des Dispergiermittels an Pulverteilchen zu verbessern, da es die Adsorption von Pulverteilchen im kleinen Mikrometerbereich maximieren kann. Gleichzeitig kann es, da es sich um ein hydrophobes Produkt handelt, die Wasseraufnahme beim Abdecken der Pulverteilchen verringern, wodurch ein Zusammenbacken der Beschichtung verhindert werden kann.
4. Als Mattierungsmittel verwenden
Siliziumdioxid weist aufgrund seiner geringen Größe und Netzwerkstruktur eine offensichtliche Lichtstreuungsfähigkeit auf. Der Brechungsindex ähnelt dem der meisten in der Farbenindustrie verwendeten Harze und beträgt 1,46. Daher hat Silica gute optische Eigenschaften im Lack und wird zur ersten Wahl für ein hochwertiges Lacklöschmittel.
Die wichtigsten charakteristischen Parameter, die das Silica-Extinktionsmittel beeinflussen, sind das Porenvolumen (Porosität), die durchschnittliche Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung, die Oberflächenbehandlung usw. Für ein gegebenes Silica-Extinktionsmittel nimmt seine Extinktionseffizienz mit der Zunahme des Porenvolumens zu. Die durchschnittliche Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung von Siliciumdioxid spielen eine wichtige Rolle bei der Verringerung des Glanzes von Beschichtungen. Für eine gegebene Überzugs- und Filmdicke ist der Extinktionseffekt am besten, wenn die Teilchengröße des Extinktionsmittels der Dicke des Trockenfilms entspricht. Je enger das Frequenzband der Partikelgrößenverteilung ist, desto höher ist die Extinktionseffizienz.
5. Andere Anwendungsfunktionen
(1) Silica-Oberflächen, die mit Methylpropylensilan behandelt und Polyurethan-Beschichtungen zugesetzt wurden, können eine Rolle für die Reibungsbeständigkeit spielen. Durch Zugabe von 5-15% pyrogener Kieselsäure wird es einerseits fest in die Folie eingebettet. Die Partikel der Aggregate werden nach der Filmbildung teilweise der Oberfläche der Beschichtungen ausgesetzt, was zu einer Mikrorauheit führt. Diese Mikrostruktur macht die Oberfläche der Beschichtungen nicht rutschig und nicht haftend, und der Reibungskoeffizient wird um 10% bis 35% stark erhöht. Gleichzeitig werden die rheologischen Eigenschaften der Beschichtung und die optischen Eigenschaften des Trockenfilms nicht negativ beeinflusst.
(2) Silica kann auch die Wetterbeständigkeit und Kratzfestigkeit von Beschichtungen und die Bindungsfestigkeit zwischen Beschichtungen und Substraten verbessern.
(3) Siliziumdioxid hat starke UV-Absorptions- und Infrarotlichtreflexionseigenschaften, die die Alterungsbeständigkeit von Beschichtungen verbessern können.
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