وظيفة ودور ثاني أكسيد السيليكون من سلسلة “كروان كي” العادية في الطلاءات
Thread Content
١. مواد المساعدة في الخواص اللدنة: إن الخواص اللدنة هي من الخصائص المهمة للطلاءات، فهي تؤثر بشكل مباشر على مظهر الطلاء وأدائه أثناء التطبيق واستقراره أثناء التخزين، كما أن متطلبات الأنظمة الطلائية المختلفة لمواد المساعدة في الخواص اللدنة تختلف أيضًا. بالنسبة للأنظمة الزيتية، فإن معظم مواد المساعدة في الخواص اللدنة تعمل عن طريق تكوين روابط هيدروجينية. تحتوي تجمعات ثاني أكسيد السيليكون غير المعالجة على عدة جزيئات؛ منها ما هو منفرد وغير متأثر، ومنها ما يتصل ببعضه البعض لتكوين روابط هيدروجينية. وفي الأنظمة الزيتية، من السهل جدًا تشكيل بنية شبكية ثلاثية الأبعاد، وعندما تتعرض هذه البنية لقوى ميكانيكية فإنها تتحطم مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة ويستعيد الطلاء قابليته للتدفق الجيد؛ وبعد إزالة قوة القص، تعود البنية الثلاثية الأبعاد إلى التشكل ذاتيًا وتزداد اللزوجة. في السوائل غير القطبية تمامًا، لا يستغرق استعادة اللزوجة سوى جزء من الثانية؛ بينما في السوائل القطبية يكون وقت الاستعادة أطول، وهذا يعتمد على تركيز ثاني أكسيد السيليكون ومدى توزيعه. تمنح هذه الخاصية الطلاءات الزيتية خواص تخزين وتطبيق ممتازة، خاصةً الطلاءات ذات القوام السميك، حيث تضمن هذه المواد قابلية التدفق الجيدة للطلاء تحت تأثير قوى القص أثناء التطبيق، وفي الوقت نفسه تضمن سماكة الطبقة المراد طلاؤها في عملية واحدة. عادةً، أثناء عملية التطبيق، يتبخر المذيب بسرعة عند حواف الطبقة المطلية مما يؤدي إلى عدم تساوي التوتر السطحي، وهو ما يجعل الطلاء يميل للتحرك نحو الحواف، إلا أن شبكة ثاني أكسيد السيليكون تمنع بفعالية هذا الحركة وتساعد على تكوين حواف سميكة، كما تحول دون ظاهرة التدفق النازل للطلاء أثناء عملية التصلب، مما يضمن توزيعًا متجانسًا للطبقة. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل قدرته على تكوين روابط هيدروجينية، يرفع ثاني أكسيد السيليكون من لزوجة النظام عند مستويات القص المتوسطة والمنخفضة، مما يؤدي إلى زيادة الكثافة. ولهذه الأسباب، يُستخدم ثاني أكسيد السيليكون على نطاق واسع في الأنظمة الزيتية.٢. مواد مانعة للترسيب: يُعد ثاني أكسيد السيليكون الغازي مادة مانعة للترسيب مثالية، فهو فعال جدًا في منع ترسيب الصبغات في أنظمة الطلاء، وخاصةً في أنظمة المعاجين اللونية. إن إضافة الكمية المناسبة منه **تزيد من استقرار المعجون اللوني، وتقلل من كمية مواد التشتيت والترطيب المستخدمة، مما يحسن من قابلية استخدامه ويحد من تأثيره على النظام الطلائي بأكمله. تعد خاصية منع الترسيب التي يتمتع بها ثاني أكسيد السيليكون مفيدة جدًا لتخزين الطلاء، خاصةً بالنسبة لبعض الصبغات مثل مساحيق المعادن والرقائق، التي يسهل ترسيبها ولا يمكن تعليقها بالكامل في الوسط الطلائي؛ فاستخدام ثاني أكسيد السيليكون يضمن بقاءها مشتتة وغير مرسبة. بالنسبة لإجمالي تركيبة الطلاء، تتراوح نسبة استخدام ثاني أكسيد السيليكون بين ٠.٤٪ و٠.٨٪، ولكن في حالات خاصة، مثل الطلاءات الغنية بالزنك، يجب زيادة هذه النسبة إلى ٢٪.
٣. المساعدة في التشتيت: في أنظمة الطلاءات البودرة، وبفضل الحجم الجزيئي الصغير لثاني أكسيد السيليكون وطاقته السطحية العالية، يمكنه الامتصاص على سطح جزيئات الطلاء وتكوين طبقة سطحية عليها، مما يعزز من قابلية تشتت هذه الجزيئات؛ ولهذا يمكن استخدامه كمادة مساعدة للتشتيت. في نفس النظام الطلائي، يساهم ثاني أكسيد السيليكون الغازي في تقليل زمن التشتيت بشكل ملحوظ، مما يزيد من كفاءة الإنتاج. تجدر الإشارة هنا إلى أن أفضل النتائج تتحقق عند تشتيت ثاني أكسيد السيليكون بشكل كامل مسبقًا، كما يجب ألا تكون الكمية المضافة كبيرة جدًا، حيث لا ينبغي أن تتجاوز ١٪ عمومًا. فالإفراط في الكمية قد يؤدي إلى زيادة الخواص التكتية للنظام، مما يسبب عدم كفاية قوى القص عند حواف المنطقة المشتتة، فيصبح الخليط شبيهًا بالجليد، وهو ما يؤثر سلبًا على كفاءة التشتيت. وفي حالات خاصة مثل الطلاءات الغنية بالزنك التي تتطلب إضافة ٢٪، يمكن استخدامه بالتزامن مع مواد مساعدة أخرى للخواص اللدنة، مع ضبط خواصه اللدنة باستخدام مذيبات كحولية.
٤. مواد مطفئة لللمعان: يقع معامل الانكسار لثاني أكسيد السيليكون بين ١.٤٦ و١.٥٢، وهو قريب من معامل انكسار الراتنجات المكونة للفيلم الطلائي، لذا فهو لا يؤثر على لون الطبقة المطلية. أثناء عملية تكوين الفيلم، يهاجر إلى سطحه مكونًا خشونة سطحية مرغوبة، مما يقلل بشكل ملحوظ من اللمعان السطحي؛ ولذلك فهو مادة مطفئة لللمعان ممتازة. عند استخدام ثاني أكسيد السيليكون الغازي، يجب الانتباه إلى التوافق بين حجم جزيئاته وسماكة الطبقة المطلية. ففي الطلاءات ذات الأفلام السميكة، يؤدي استخدام ثاني أكسيد السيليكون ذي الجزيئات الدقيقة جدًا إلى عدم تكوين الخشونة السطحية المناسبة؛ وعلى العكس، في الطلاءات ذات الأفلام الرقيقة، قد يؤدي استخدام ثاني أكسيد السيليكون ذي الجزيئات الخشنة إلى تحقيق تأثير مطفئ ممتاز، إلا أن مستوى الخشونة الناتج قد لا يكون مقبولاً لمعظم المستخدمين. بشكل عام، تكون حبيبات ثاني أكسيد السيليكون بحجم يتراوح بين ٣ و٧ ميكرون مناسبة للأنظمة الطلائية التي تتراوح سماكة الفيلم الجاف فيها بين ١٥ و٤٠ ميكرون. يمكن استخدام ثاني أكسيد السيليكون في تحضير الطلاء، وذلك ليس فقط عن طريق تحويله إلى عجينة ثم إضافتها إلى الطلاء لتعزيز تفتته، بل يمكن أيضًا إضافته مباشرة إلى الطلاء. عادةً، في الحاوية، يمكن تحقيق تفريق كافٍ خلال 10–15 دقيقة باستخدام مروحة التحريك بسرعة خطية تبلغ 20 م/ث (أي حوالي 1000 دورة في الدقيقة). 5. مضادات التآكل: يتم معالجة ثاني أكسيد السيليكون سطحيًا باستخدام الميثاكريلوسيلان، ثم يضاف إلى طلاء البولي أميد، مما يمنحه خصائص مقاومة للاحتكاك. إضافة 5%-15% من ثاني أكسيد السيليكون الغازي يمكن أن تزيد من مقاومة التآكل بنسبة 10%-35%， دون أن يؤثر ذلك سلبًا على خصائص الطلاء من حيث الخواص الريولوجية أو الخصائص البصرية للطبقة الجافة. ٦. وظائف أخرى: يمكن لثاني أكسيد السيليكون أيضًا تحسين مقاومة الطلاء للعوامل الجوية ومقاومته للخدوش، كما يزيد من قوة الترابط بين الطبقة العازلة والسطح الأساسي. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع ثاني أكسيد السيليكون بقدرة عالية على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وانعكاس الأشعة تحت الحمراء، وبالتالي فإن إضافته إلى الطلاء يعزز من مقاومته للتقادم.