Função e papel do dióxido de silício da série comum em tintas

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1. Aditivos de reologia: A reologia é uma propriedade importante dos revestimentos. Ela afeta diretamente a aparência do revestimento, suas características de aplicação e sua estabilidade durante o armazenamento. Além disso, diferentes sistemas de revestimento exigem aditivos de reologia diferentes. Nos sistemas oleosos, a maioria dos aditivos de reologia atua por meio da formação de ligações de hidrogênio. Os agregados de dióxido de silício não tratados na superfície contêm várias dessas ligações. Algumas delas são isoladas, sem interações com outras ligações, enquanto outras estão ligadas entre si por meio de ligações de hidrogênio. Nesses sistemas oleosos, essas ligações permitem a formação de estruturas tridimensionais. Essas estruturas podem ser destruídas sob a ação de forças mecânicas, fazendo com que a viscosidade diminua e o revestimento volte a ter boa fluidez. Quando a força de cisalhamento é removida, a estrutura tridimensional se recupera, e a viscosidade aumenta. Em líquidos completamente apolares, o tempo necessário para a recuperação da viscosidade é de apenas alguns décimos de segundo. Em líquidos polares, o tempo de recuperação é maior, dependendo da concentração e do grau de dispersão do dióxido de silício. Essa característica confere aos revestimentos oleosos excelentes propriedades de armazenamento e aplicação, especialmente nos casos de revestimentos espessos. Isso permite que o revestimento mantenha boa fluidez mesmo sob forças de cisalhamento elevadas, além de garantir uma espessura uniforme do revestimento. Durante a aplicação, como o solvente nas bordas do revestimento evapora rapidamente, a tensão superficial fica desigual, fazendo com que o revestimento se mova para as bordas. O dióxido de silício pode impedir esse movimento, garantindo assim uma espessura uniforme do revestimento. Além disso, o dióxido de silício aumenta a viscosidade em condições de baixa e média cisalhamento, funcionando como um espessante. Por isso, o dióxido de silício é amplamente utilizado em sistemas oleosos.

2. Aditivos antissedimentação: O dióxido de silício em fase gasosa é um aditivo antissedimentação ideal. Ele é muito eficaz em prevenir a sedimentação das cores nos sistemas de revestimento. Especialmente em sistemas de tintas coloridas, uma quantidade adequada desse aditivo melhora a estabilidade da tinta e reduz a necessidade de agentes de dispersão, melhorando assim a aplicabilidade da tinta e reduzindo seu impacto no sistema de revestimento. A capacidade antissedimentação do dióxido de silício é muito útil para o armazenamento dos revestimentos. Especialmente em alguns pigmentos, como pós metálicos e folhas finas, que tendem a se sedimentar facilmente e não conseguem permanecer suspensos. O uso do dióxido de silício garante que esses pigmentos permaneçam dispersos. Em termos de proporção total da fórmula, a quantidade de dióxido de silício deve estar entre 0,4% e 0,8%. Mas, em casos especiais, como em tintas ricas em zinco, a quantidade pode chegar a 2%.

3. Aditivos de dispersão: Nos sistemas de revestimentos em pó, devido ao pequeno tamanho das partículas de dióxido de silício e à alta energia superficial, elas podem se adsorver na superfície dos grânulos de revestimento, formando uma camada superficial que melhora a dispersão dos grânulos. Portanto, o dióxido de silício pode ser usado como agente de dispersão. No mesmo sistema de revestimento, o dióxido de silício em fase gasosa pode reduzir significativamente o tempo de dispersão, aumentando assim a eficiência de produção. É importante notar que é melhor dispersar completamente o dióxido de silício antes de adicioná-lo. A quantidade a ser adicionada não deve ser excessiva, geralmente não mais do que 1%. Uma quantidade excessiva pode causar uma maior viscosidade no sistema, dificultando a dispersão e causando problemas na eficiência da dispersão. Em casos especiais, como em tintas ricas em zinco, onde é necessário usar 2% de dióxido de silício, ele pode ser combinado com outros aditivos de reologia, e solventes alcoólicos podem ser usados para ajustar as propriedades de reologia do dióxido de silício.

4. Aditivos opacos: O índice de refração do dióxido de silício é de 1,46–1,52, o que é próximo ao índice de refração da resina utilizada na formação do revestimento. Portanto, ele não afeta a cor do revestimento. Durante o processo de formação do revestimento, o dióxido de silício se move para a superfície do revestimento, criando uma textura adequada na superfície, o que reduz significativamente o brilho da superfície. Ele é, portanto, um bom aditivo opaco. Ao usar dióxido de silício em fase gasosa, é necessário levar em conta a espessura do revestimento. Em revestimentos espessos, é preciso usar partículas de dióxido de silício muito finas, para que a superfície do revestimento não fique muito áspera. Por outro lado, em revestimentos finos, embora o dióxido de silício tenha um excelente efeito opaco, a textura da superfície do revestimento pode não ser aceita pela maioria dos usuários. Geralmente, o tamanho das partículas de dióxido de silício deve estar entre 3 e 7, sendo adequado para sistemas de revestimento com espessura de 15–40. Ao usar dióxido de silício na formulação da tinta, além de adicioná-lo à tinta após transformá-lo em uma pasta, é possível incorporá-lo diretamente à tinta. Geralmente, em um recipiente, com uma velocidade de agitação de 20 m/s (cerca de 1000 rotações por minuto), é possível alcançar uma dispersão adequada após 10 a 15 minutos. 5. Agente anti-desgaste: o dióxido de silício, após ser tratado na superfície com metilacrilossilano, é adicionado aos revestimentos à base de poliuretano, o que lhes confere resistência ao atrito. A adição de 5%-15% de dióxido de silício em fase gasosa permite um aumento na resistência ao atrito de 10%-35%. Ao mesmo tempo, as propriedades reológicas do revestimento e as características ópticas da camada seca não são afetadas negativamente. 6. Outras funcionalidades: o dióxido de silício também pode melhorar a resistência do revestimento às condições climáticas e à abrasão. Além disso, ele aumenta a força de adesão entre o revestimento e o substrato. Por fim, o dióxido de silício possui excelentes propriedades de absorção de raios ultravioleta e reflexão de luz infravermelha; ao ser adicionado aos revestimentos, ele melhora sua resistência ao envelhecimento.