Преимущества использования пирогенного диоксида кремния в покрытиях (I) 

Газофазные наноматериалы — это тип материала, который напрямую использует газ или преобразует вещество в газ различными способами, заставляя его претерпевать физические изменения или химические реакции в газообразном состоянии, а затем конденсироваться и расти, образуя наночастицы в процессе охлаждения. В основном он получается путем реакции гидролиза водорода и кислорода в пламени высокой температуры. Частицы, полученные этим методом, обладают характеристиками высокой чистоты, хорошей дисперсией частиц, узким распределением размеров частиц и малым размером частиц. В настоящее время на рынке основными газофазными наноматериалами являются газофазный кремний, газофазный нанооксид алюминия, газофазный нанодиоксид титана и т. д.

Дисперсный диоксид кремния, также известный как дымящаяся белая сажа, производится путем высокотемпературного гидролиза галогенсиланов (таких как метилкремнийтрихлорид и тетрахлорид кремния) в пламени водорода и кислорода для получения частиц диоксида кремния, которые затем гасятся. Затем частицы подвергаются процессам последующей обработки, таким как агрегация, разделение и нейтрализация кислоты, для получения продукта с чистотой более 99,8%. В зависимости от различных химических групп поверхности ее можно разделить на необработанный тип (гидрофильный тип) и обработанный тип (гидрофобный тип). В то же время аналогичным методом производятся также газофазный нанооксид алюминия и газофазный нанодиоксид титана.

Итак, в чем заключаются преимущества применения газофазных наноматериалов в промышленности в области покрытий?

1. Превосходный контроль реологии и тиксотропии жидких систем
Превосходный эффект реологического контроля газофазных наноматериалов может эффективно повысить вязкость краски и улучшить ее тиксотропность. Этот эффект помогает перемешивать и наносить краску, обеспечивать однородность и эстетичность покрытия, а также улучшать качество строительства.

Когда пирогенный кремнезем полностью диспергирован, к жидкой системе добавляется сдвигающая сила, и агломераты кремнезема разбиваются на агрегаты, образуя хорошую дисперсию. Агрегаты образуют жесткую трехмерную сеть, состоящую из частиц кремнезема посредством водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса, а вязкость системы увеличивается, демонстрируя свойства загущения. Под действием сдвиговой силы разрушаются водородные связи и силы Ван-дер-Ваальса, вязкость системы уменьшается, и она проявляет признаки сдвигового разжижения. При устранении силы сдвига сеть восстанавливается и вязкость системы увеличивается. Это принцип тиксотропного загустевания пирогенного кремнезема.

На практике, после многих лет исследований, нанотехнологи компании Huifu обнаружили, что в системах с высокой, средней и неполярностью реологический контроль за жидкими системами с помощью пирогенного кремнезема существенно различается. Среди них гидрофильный пирогенный кремнезем обладает превосходным загущающим и тиксотропным эффектом в неполярных системах; однако, когда гидрофильный пирогенный кремнезем диспергируется из-за наличия в системе высокополярных групп, полярные группы имеют сродство к силанольным группам на поверхности пирогенного кремнезема, в результате чего большое количество пирогенного кремнезема собирается вокруг полярных групп, что затрудняет формирование полной трехмерной сети во всей жидкой системе. Происходит сольватация частиц пирогенного кремнезема, что снижает стабильность тиксотропной сети.