Защо силициевият диоксид-на базата на солна киселина е превъзходен при боядисване?

В съвременната индустрия за бои и покрития силициевият диоксид отдавна е надминал традиционната си роля на обикновен пълнител, превръщайки се в незаменима мулти-функционална добавка. От придаването на елегантен матов завършек на повърхностите до осигуряването на дългосрочна-стабилна суспензия на пигменти и подобряване на издръжливостта на филма боя, ефективността на силициевия диоксид е от решаващо значение. Въпреки това, не всеки силициев диоксид е създаден еднакъв. В рамките на семейството на утаения силициев диоксид, продуктите, произведени чрез използване на два различни процеса – силициев диоксид-базиран на солна киселина и силициев диоксид-базиран на сярна киселина – проявяват дълбоки разлики в ключовите експлоатационни характеристики, които в крайна сметка влияят върху качеството на крайния филм на боята. Тази статия ще разгледа защо силициев диоксид-на базата на солна киселина все повече се превръща в по-благоприятния избор за формулаторите в-приложения за бои от висок клас със строги изисквания за ефективност.

 

 

Формулирането на боя е сложна наука, като всеки компонент служи за определена цел. Силициевият диоксид в боята играе множество роли: като ефективен матиращ агент, той разпръсква светлина, създавайки различни нива на гланц от копринен до напълно матов; като тиксотропен и анти{1}}утаяващ агент, той създава слаба три-измерна мрежеста структура, суспендира пигменти по време на съхранение, за да предотврати слепване и предотвратява увисване по време на нанасяне, като същевременно осигурява гладък, равномерен филм; като сгъстител и агент за контрол на реологията, той оптимизира течливостта и свойствата на нанасяне на покритието; и дори може да подобри устойчивостта на абразия и устойчивостта на надраскване на филма боя.

Въпреки че както силициевият диоксид на базата на сярна киселина, така и силициевият диоксид на основата на солна киселина- се произвеждат чрез процеси на утаяване, разликите в химическото естество на използваните суровини водят до различни характеристики в чистотата, структурата на частиците и повърхностната химия на крайните продукти. Тези привидно незначителни разлики са от ключово значение за определянето на техния успех или неуспех във формулите на бои от висок{3}}клас.

За да разберем корена на предимствата на производителността, първо трябва да се върнем към производствения процес.

Традиционният процес за силициев диоксид-на базата на сярна киселина включва реакция на неутрализация между натриев силикат (водно стъкло) и сярна киселина. Този процес е зрял и сравнително евтин-, но е изправен пред основно предизвикателство: разтворимостта на страничния продукт от реакцията, натриев сулфат (Глауберова сол), във вода е силно чувствителна към температурата, особено при ниски температури, където разтворимостта му рязко намалява. Това означава, че по време на етапа на измиване и филтриране, дори при въвеждането на големи количества вода и енергия, е изключително трудно да се отстрани напълно натриевият сулфат от филтърната утайка от силициев диоксид. В резултат на това крайният силициев диоксид от процеса на сярна киселина неизбежно съдържа значително количество остатъчни сулфатни йони (SO₄²⁻) и натриеви йони (Na⁺).

За разлика от това, процесът със солна киселина за силициев диоксид използва солна киселина за реакция с водно стъкло. Значителното предимство на този процес е неговият страничен продукт-натриев хлорид (готварска сол)-, който има висока разтворимост във вода и се влияе минимално от температурните промени. Тази характеристика позволява ефективно и цялостно отстраняване на солите чрез обикновено измиване при стайна-температура. Следователно, присъщото предимство на силициевия диоксид при процеса на солна киселина е неговата изключително висока химическа чистота; неговата стойност на проводимост (индикатор за съдържанието на разтворими йони във вода) е значително по-ниска от тази на продукта от процеса на сярна киселина, което води до "по-чиста" повърхност.

Тази присъща "чистота" полага солидна основа за превъзходното представяне на силициевия диоксид при обработка със солна киселина при последващи приложения на боя.

Когато изследваме тези два вида утаен силициев диоксид при строгите стандарти за високо{0}}компонентите на боите, предимствата на силициевия диоксид, използван чрез солна киселина, стават ясни.

Предимство едно: Отлична прозрачност и превъзходен външен вид на филма боя

За прозрачни лакове, покривни лакове и всякакви светло{0}}бои, които изискват точност на цветовете, прозрачността на пълнителя е от решаващо значение. Процесът със солна киселина силициев диоксид превъзхожда в този аспект.

Принцип: Първо, високата му чистота означава, че продуктът съдържа изключително ниски нива на оцветяващи-метални примеси като желязо и мед, като основно избягва проблеми като пожълтяване и посивяване на филма боя, причинени от примеси. Второ, по-чистата реакционна среда и контролируемите условия на процеса водят до по-тясно и по-равномерно първично разпределение на размера на частиците за процеса на силициев диоксид със солна киселина. Когато тези еднакви наночастици се диспергират във филма на боята, те разпръскват видимата светлина по-последователно, което води до по-висока пропускливост на светлината. Ефекти: При нанасяне на покрития върху дърво покритията, използващи силициев диоксид,-обработен със солна киселина, могат безупречно да покажат естествената текстура и цвета на дървото, изглеждайки кристално чисти. В бели или светло-оцветени промишлени покрития се постигат по-чисти и по-ярки нюанси, подобрявайки цялостната естетическа стойност на продукта.

Предимство две: Превъзходна диспергируемост и дългосрочна -стабилност при съхранение

Степента на дисперсия на силициев диоксид в системата за боядисване директно определя производителността и стабилността на покритието.

Принцип: Остатъчните сулфатни йони в-обработения със сярна киселина силициев диоксид действат като електролит, компресирайки двойния слой върху повърхността на частиците на пигмента и пълнителя, отслабвайки електростатичното отблъскване между частиците, като по този начин лесно причиняват флокулация и загрубяване. Това явление се нарича "ефект на солта". Обработеният с-солна киселина силициев диоксид, с изключително ниския си остатък от неорганични соли, минимизира този фактор на нестабилност. Неговата чиста повърхност също така намалява непредвидимите взаимодействия със смоли и разтворители, причинени от примеси, което води до по-добра съвместимост.

Ефекти: Покритията, използващи силициев диоксид,-обработен със солна киселина, са по-ефективни по време на етапа на смилане и дисперсия, като по-лесно се постига идеалната финост. По-важното е, че системата за покритие поддържа отлична стабилност по време на съхранение в продължение на няколко месеца, предотвратявайки значително увеличаване на вискозитета, желиране или образуване на частици поради агрегиране на силициев диоксид, което значително удължава срока на годност на продукта.

Предимство три: Ефикасен и стабилен анти{0}}утаяване и тиксотропен контрол

Една от основните функции на силициевия диоксид е да осигурява тиксотропни и анти{0}}утаяващи свойства чрез образуване на мрежа от водородни връзки чрез неговите повърхностни силанолни групи.

Принцип: Въпреки че и двата типа силициев диоксид могат да изградят тази мрежова структура, силициев диоксид,-обработен със солна киселина, поради чистата си повърхност изпитва по-малко смущения от остатъчни йони при образуването на водородни връзки. Остатъчните йони конкурентно се свързват със силанолни групи или пречат на силата на водородните връзки, което води до нестабилна мрежова структура. Следователно силициев диоксид,-обработен със солна киселина, може да изгради по-здрава и по-равномерна три-измерна мрежа.

Ефекти: Тази мрежа по-ефективно поддържа пигментните частици, предотвратявайки утаяването им и образуването на твърда утайка по време на съхранение; те могат лесно да се диспергират само с леко разбъркване. В същото време придава отлична тиксотропия на боята: висок вискозитет в статично състояние предотвратява увисването; при прилагане на срязваща сила (като четкане и нанасяне с валяк), вискозитетът бързо намалява, което прави четкането гладко и без усилие. Това го прави особено подходящ за дебел-слойни покрития, нанесени върху вертикални повърхности.

Четвърто предимство: Подобрена устойчивост на атмосферни влияния и дълготрайна-трайност

Това е често подценявано, но изключително важно предимство на силициевия-процес със солна киселина, особено в областта на промишлената защита, морските и външните архитектурни покрития.

Принцип: Остатъчните сулфатни йони в силициевия-процес със сярна киселина са потенциални „разрушителни молекули“. Когато филмът на боята е изложен на влага и високи и ниски -температурни цикли за дълго време, тези следи от сулфати могат да се разтворят и да реагират със смолата във филма на боята или да катализират реакциите на окислително разграждане и хидролиза на смолата, ускорявайки стареенето на филма на боята.

Ефект: Използването на високо{0}}солна киселина-процесен силициев диоксид фундаментално елиминира пътя на разграждане, причинен от вътрешни примеси. Следователно филмът на боята показва превъзходна водоустойчивост и устойчивост на солен спрей. Неговото задържане на блясък е по-високо и е по-малко податливо на проблеми като тебешир, напукване и образуване на мехури, като по този начин осигурява по--трайна защита на обекта с покритие и намалява разходите за поддръжка.

Въз основа на горните предимства на производителността, можем ясно да определим областите на приложение на двата продукта.

Предпочитан избор за високи-крайни приложения: В дървени покрития (особено висок-клас мебели и подови покрития), автомобилни репариращи бои, рулонни покрития, високо-ефективни промишлени защитни покрития, морски бои и пластмасови покрития и декоративни покрития с екстремни изисквания за външен вид и издръжливост, силициевият-процес със солна киселина трябва да се счита за единственият избор. Стойността, която носи по отношение на отлична прозрачност, стабилност и дългосрочна-защита, далеч надвишава допълнителните му разходи.

Съображения за разходите: Трябва да се признае, че в-интериорните латексови бои с общо предназначение или някои-индустриални бои от нисък клас, където изискванията за естетика и дългосрочна-трайност не са високи, процесът със сярна киселина-силициев диоксид все още има място поради своята конкурентоспособност по отношение на разходите.

Заключително предложение: За производителите на бои изборът на-технологичен силициев диоксид със солна киселина не е просто плащане за суровина, а стратегическа инвестиция в качеството на продукта, репутацията на марката и стойността за клиента. Той представлява надграждане от „използваем“ до „лесен за използване“ и „издръжлив“.

Свържете се сега