От агрегации к однородности (часть первая): газофазные наноматериалы Революционное влияние контроля дисперсии на УФ-покрытия 

С непрерывным развитием технологий применение наноматериалов, полученных методом парофазного осаждения, в секторе покрытий становится все более распространенным. Благодаря своим уникальным свойствам эти материалы демонстрируют значительный потенциал для улучшения характеристик покрытий. Среди них парофазный диоксид кремния обладает превосходными загущающими, тиксотропными, противоосадочными и противоосадочными свойствами в покрытиях, а парофазный нанооксид алюминия улучшает эффективность осаждения порошковых покрытий и эффективность распыления. Естественно, для реализации функциональных преимуществ парофазных наноматериалов в покрытиях необходима отличная диспергируемость. Плохая или недостаточная диспергируемость остается одним из ключевых факторов, ограничивающих характеристики этих материалов.
Чтобы исследовать влияние качества дисперсии на характеристики УФ-покрытий, технический персонал компании Hubei Huifu Nanomaterials Co., Ltd. определил оптимальные параметры дисперсии, изучив продолжительность дисперсии и скорость вращения оборудования. Они исследовали, как различные уровни дисперсии влияют на вязкость УФ-покрытий, значения тиксотропии, морфологию частиц, блеск, мутность, светопропускание, твердость по карандашу и стойкость к истиранию. Результаты показали, что качество дисперсии значительно влияет на характеристики УФ-покрытий. Хорошо спроектированный процесс диспергирования позволяет в полной мере использовать преимущества парофазных наноматериалов, тем самым повышая общие эксплуатационные характеристики УФ-покрытий.

УФ-покрытия — это лакокрасочные системы, которые отвердевают под воздействием ультрафиолетового излучения и обладают такими преимуществами, как быстрое отвердевание, отвердевание при комнатной температуре, экономия энергии, уменьшение площади производства, отсутствие загрязнения окружающей среды и улучшенные эксплуатационные характеристики продукта.
Пирогенный диоксид кремния является одним из наиболее важных ультрадисперсных неорганических материалов, который характеризуется мелким размером частиц, большой удельной поверхностью, сильной поверхностной адсорбцией, высокой поверхностной энергией, исключительной химической чистотой и отличной диспергируемостью. Он обладает превосходной диспергируемостью, стабильностью, упрочняющими свойствами, способностью к загущению и тиксотропностью. В УФ-отверждаемых покрытиях пирогенный диоксид кремния демонстрирует отличные загущающие и тиксотропные свойства, выдающиеся матовые свойства и эффекты повышения твердости, что значительно улучшает износостойкость покрытия.
Аналогичным образом, парофазный нанооксид алюминия представляет собой еще один важный ультратонкий неорганический материал, который в основном используется в покрытиях для улучшения текучести порошковых покрытий. Он образует подвижный слой на поверхности сырых частиц порошкового покрытия, предотвращая поглощение влаги и комкование. Одновременно его присущие положительно заряженные фрикционные свойства улучшают распыляемость порошковых покрытий, тем самым повышая эффективность осаждения порошка.

Сначала технические специалисты Huifu Nano добавили гидрофильный пирогенный диоксид кремния HL-200 в равных количествах в УФ-покрытия в высокоскоростном диспергаторе. Смесь диспергировали в течение 30 минут при скоростях вращения 500, 1000, 2000 и 3000 об/мин. Затем проверили вязкость и тиксотропность четырех групп образцов. Результаты показали, что по мере усиления процесса диспергирования пирогенного кремнезема вязкость УФ-отверждаемого покрытия постепенно увеличивалась, а тиксотропность непрерывно росла. Оптимальные характеристики были достигнуты при 3000 об/мин, когда вязкость достигла 4543 Па·с, а тиксотропность — 5.
Однако по мере увеличения скорости диспергирования тенденция к повышению вязкости и тиксотропности постепенно выравнивалась и достигала критической точки. Дальнейшее увеличение скорости больше не оказывало значительного влияния на загущающую тиксотропность покрытия, при этом вязкость и тиксотропность стабилизировались на этом уровне.

Затем технические специалисты Huifu Nano нанесли вышеупомянутые УФ-покрытия. При наблюдении после отверждения было отмечено, что при скорости диспергирования ниже 1000 об/мин поверхность покрытия имела заметную зернистость и неровный вид. При скорости выше 2000 об/мин поверхность покрытия выглядела значительно более гладкой.
Таким образом, для достижения оптимальной тиксотропности и состояния частиц в УФ-покрытиях условия диспергирования должны превышать 2000 об/мин в течение 30 минут.