Функции и роль диоксида кремния из серии «Корона» в красках
Thread Content
1. Реологические добавкиРеологические свойства являются важной характеристикой красок; они напрямую влияют на внешний вид краски, её способность к нанесению и стабильность при хранении. Требования к реологическим добавкам различаются в зависимости от типа краски. В масляных системах большинство реологических добавок действуют за счет образования водородных связей. Агрегаты диоксида кремния с необработанной поверхностью содержат множество таких связей: одни из них являются изолированными, другие – соединены между собой. В масляных системах эти связи легко образуют трехмерную сетчатую структуру; под воздействием механических сил эта структура разрушается, вязкость снижается, а краска вновь становится текучей. После прекращения воздействия силы вязкость восстанавливается. В совершенно неполярных жидкостях время восстановления вязкости составляет лишь доли секунды; в полярных жидкостях этот процесс занимает больше времени, что зависит от концентрации диоксида кремния и степени его дисперсности. Это свойство обеспечивает краскам отличные характеристики при хранении и нанесении, особенно для густых красок. Диоксид кремния также повышает вязкость при средних и низких скоростях сдвига, выступая в роли загустителя. Поэтому диоксид кремния широко используется в масляных системах.
2. Антиоседательные добавки
Аэрогельный диоксид кремния является идеальным антиоседательным средством; он эффективно предотвращает оседание пигментов в краске, особенно в цветных красках. При правильном дозировании он повышает стабильность краски, уменьшает количество смачивающих и диспергирующих добавок, что улучшает качество краски и снижает её влияние на общую систему. Использование диоксида кремния способствует стабильному хранению краски; это особенно важно для таких пигментов, как металлические порошки и чешуйки, которые легко оседают и не могут оставаться в суспензии. Обычно количество диоксида кремния составляет 0,4–0,8% от общего объема смеси; в некоторых случаях, например, при производстве цинковых красок, его количество может достигать 2%.
3. Диспергирующие добавки
В порошковых красках благодаря малому размеру частиц и высокой поверхностной энергии диоксид кремния адсорбируется на поверхности частиц краски, образуя на их поверхности слой, который улучшает дисперсность. Поэтому его можно использовать в качестве диспергирующего средства. В одной и той же краске аэрогельный диоксид кремния значительно сокращает время диспергирования, повышая тем самым производительность. Однако важно сначала полностью диспергировать диоксид кремния; его количество не должно превышать 1%. Избыточное количество приведет к повышению вязкости, что затруднит процесс диспергирования. В некоторых случаях, например, при производстве цинковых красок, можно использовать 2% диоксида кремния в сочетании с другими реологическими добавками; для этого используют спиртовые растворители для корректировки реологических свойств диоксида кремния.
4. Матирующие добавки
Показатель преломления света у диоксида кремния составляет 1,46–1,52, что близко к показателю преломления у полимеров, образующих пленку; поэтому он не влияет на цвет покрытия. В процессе формирования пленки диоксид кремния перемещается на её поверхность, создавая необходимую шероховатость, что значительно снижает блеск поверхности. Это делает его отличным матирующим средством. При использовании аэрогельного диоксида кремния важно учитывать толщину пленки: в густых красках следует использовать очень мелкий диоксид кремния, чтобы не получить избыточную шероховатость; в тонких красках, напротив, следует использовать более крупные частицы, хотя их матирующий эффект будет менее выраженным. Как правило, размер частиц диоксида кремния составляет 3–7 мкм; это подходит для красок с толщиной пленки 15–40 мкм. Для приготовления краски на основе диоксида кремния её можно добавлять непосредственно в краску, а не сначала превращать в пасту. Обычно в контейнере с помощью мешалки, работающей с скоростью 20 м/с (примерно 1000 об/мин), достаточно 10–15 минут для полного разделения компонентов. 5. Антиизносные вещества: диоксид кремния, пройдя обработку метакрилсиланом на поверхности, добавляется в полиамидные краски, что способствует повышению их устойчивости к трению. Добавление 5%-15% диоксида кремния в газообразном состоянии позволяет повысить устойчивость к трению на 10%-35%; при этом реологические свойства краски и оптические характеристики высохшего слоя не страдают. 6. Другие свойства: диоксид кремния также способствует повышению устойчивости краски к атмосферным воздействиям и устойчивости к царапинам. Кроме того, он усиливает прочность сцепления покрытия с основанием. У диоксида кремния также имеются выдающиеся свойства поглощения ультрафиолетовых лучей и отражения инфракрасного света; его добавление в краску позволяет повысить её стойкость к старению.