-
Эл. почта
Hifull@hifull.com
Исследование и сравнение применения гидрофильного и гидрофобного диоксида кремния в УФ-пластиковых покрытиях
2025-04-29
Являясь эффективной и экологически чистой системой покрытий, УФ-пластиковые покрытия широко используются в области защиты поверхности и декорирования пластиковых изделий. Являясь важной добавкой, дымчатый диоксид кремния может значительно улучшить многие свойства УФ-пластиковых покрытий благодаря своей уникальной наноразмерной структуре и превосходным свойствам, особенно по вязкости тиксотропии. В этой статье мы подробно обсудим влияние гидрофильного дымчатого диоксида кремния HL-200 и конкурента А, а также гидрофобного дымчатого диоксида кремния HB-151 и конкурента В на вязкость тиксотропии УФ-пластиковых покрытий.
Дымчатый диоксид кремния представляет собой аморфный диоксид кремния, получаемый путем гидролиза летучих хлорсиланов в пламени гидроксида с наноразмерными нативными частицами, обычно размером 7-40 нм. Его агрегатные и агломератные структуры образуют высокоразвитую удельную поверхность в диапазоне от 50 до 450 м²/г. Эта уникальная микроструктура придает дымящемуся диоксиду кремния ряд специальных свойств, таких как высокая чистота, высокая удельная поверхность поверхности, высокая активность, хорошая дисперсность и способность существенно влиять на реологические свойства системы.
Среди них гидрофильные частицы диоксида кремния сохраняют большое количество гидроксильных групп на поверхности, поэтому они гидрофильны, могут смачиваться водой и диспергироваться в воде. В системах покрытий из УФ-пластика гидроксильные группы на поверхности гидрофильного диоксида кремния взаимодействуют через водородные связи и т. д., образуя физическую сшивающую сеть, которая влияет на вязкость и тиксотропность покрытия.
Гидрофобный дымчатый диоксид кремния получают путем поверхностной модификации гидрофильного диоксида кремния и широко используемых модификаторов, таких как гексаметилдисилазан (HMDS), диметилдихлорсилан (DDS) и т. д. После модификации гидроксильная группа на поверхности диоксида кремния вступает в реакцию или экранируется, проявляя гидрофобность. В УФ-пластиковых покрытиях гидрофобный дымчатый диоксид кремния влияет на реологические свойства покрытия за счет запутывания молекул обрабатывающего агента, а также за счет водородной связи гидроксильной группы на поверхности кремния.
Так каково же влияние гидрофильного диоксида кремния на вязкость и тиксотропность УФ-пластиковых покрытий?
Добавление гидрофильного диоксида кремния к УФ-пластиковым покрытиям может эффективно улучшить вязкость покрытий. Между гидроксильными группами на поверхности покрытия образуются водородные связи, которые выстраивают трехмерную сетчатую структуру, препятствующую свободному протеканию молекул в покрытии, а макроскопически проявляется в виде увеличения вязкости. При воздействии внешних сил (например, поперечной силы при покраске и распылении) структура сети водородных связей частично разрушается, вязкость снижается, и покрытие может наноситься плавно; После того, как внешняя сила исчезнет, сеть водородных связей будет постепенно восстанавливаться, а вязкость повысится, что будет иметь хороший тиксотропный эффект, эффективно предотвращать явление провисания покрытия в процессе строительства, улучшать стабильность покрытия при хранении и затруднять оседание твердых частиц, таких как пигменты.
Если взять в качестве примера гидрофильный диоксид кремния HL-200 от Huifu Nano, то в случае применения УФ-пластиковых покрытий, когда количество добавки составляет 0,5%, вязкость и тиксотропность УФ-пластиковых покрытий не сильно изменяются, но с увеличением количества добавки с 0,5% до 2% вязкость может быть увеличена с 400 Па·с до 3100 Па·с при низкой скорости сдвига, полное увеличение на 675%, а при высокой скорости сдвига вязкость также увеличивается с 420 Па·с до 1100 Па·с, увеличение на 161%. Они отвечают требованиям к текучести УФ-пластиковых покрытий при различных условиях строительства. Величина тиксотропии увеличилась с 0,9 до 2,8, также сохранив прирост около 210%. В то же время производительность конкурентов А и HL-200 в загущающей тиксотропии в основном одинакова, а наилучший выход может быть достигнут при сумме добавления 1,5%.
Взяв в качестве примера гидрофобный дымчатый диоксид кремния HB-151 компании Huifu Nano, когда количество добавки составляет 0,5%, вязкость и тиксотропное значение УФ-пластикового покрытия не сильно изменяются, но при увеличении количества добавки с 0,5% до 2% вязкость может быть увеличена с 400 Па·с до 2800 Па·с при низкой скорости сдвига, на полные 600%, а при высокой скорости сдвига вязкость также увеличивается с 420 Па·с до 1050 Па·с, увеличиваясь на 150%. Величина тиксотропии увеличилась с 0,9 до 2,8, также сохранив прирост около 210%. В то же время конкуренты В и HB-151 показали в основном одинаковые результаты по загущению тиксотропии, и наилучший эффект выхода мог быть достигнут при добавлении 1,5%.
В УФ-пластиковых покрытиях гидрофобный дымчатый диоксид кремния в основном влияет на реологические свойства покрытия за счет водородной связи поверхностной гидроксильной группы кремния и молекулярной обмотки обрабатываемого агента. Благодаря своей гидрофобности он легче взаимодействует с неполярными органическими молекулами в системах покрытий, образуя рыхлую сетчатую структуру. По сравнению с гидрофильным типом, гидрофобный дымчатый диоксид кремния оказывает несколько более слабое влияние на вязкость покрытия, чем гидрофильный тип.
В рецептуре УФ-пластиковых покрытий с высокими требованиями к водостойкости, гидрофобный диоксид кремния HIFULL ® может не только придать покрытию хорошую тиксотропность и эффективно предотвратить провисание, но и значительно улучшить водостойкость покрытия после образования пленки, а также снизить адсорбцию и проникновение молекул воды.
Как гидрофильный дымчатый диоксид кремния, так и гидрофобный дымчатый диоксид кремния могут оказывать значительное влияние на вязкость тиксотропии благодаря уникальному механизму действия в УФ-пластиковых покрытиях, обеспечивая хорошую обрабатываемость и стабильность при хранении покрытий. Гидрофильный тип в основном основан на водородной связи поверхностной гидроксильной группы, в то время как гидрофобный тип основан на водородной связи поверхностной кремниевой гидроксильной группы и молекулярной обмотке обрабатываемого агента. При практическом применении тип и количество дымчатого диоксида кремния должны быть разумно подобраны в соответствии с конкретными требованиями к характеристикам УФ-пластиковых покрытий, чтобы оптимизировать характеристики покрытия, удовлетворить требования к покрытиям различных пластиковых изделий и способствовать развитию индустрии УФ-пластиковых покрытий.
