Applicazione della silice trattata con acido cloridrico nei rivestimenti: vantaggi prestazionali e guida alla selezione

Nel moderno settore dei rivestimenti, che dà priorità sia alle alte prestazioni che alla tutela dell’ambiente, la selezione degli additivi funzionali è fondamentale. Tra questi, la silice, in quanto classico materiale inorganico, ha sempre occupato una posizione importante grazie alla sua multifunzionalità unica. E tra i numerosi processi di preparazione, il processo di silice con acido cloridrico, noto anche come silice precipitata, è diventato la scelta principale per il rivestimento di silice di grado-grazie all'eccellente rapporto costi-e all'ampia gamma di applicazioni. Questo articolo approfondirà il motivo per cui la silice trattata con acido cloridrico è diventata uno "strumento multiuso" nelle formulazioni di rivestimento e fornirà linee guida pratiche per la selezione e l'applicazione.

Per comprenderne i vantaggi bisogna prima chiarirne l’origine. La silice da processo con acido cloridrico, come suggerisce il nome, si riferisce a un prodotto di silice amorfa ottenuto utilizzando una soluzione di silicato di sodio (comunemente nota come vetro solubile) come materia prima, reagendo con acido cloridrico per l'acidificazione e quindi sottoposto a una serie di processi tra cui neutralizzazione, precipitazione, filtrazione, lavaggio, essiccazione e polverizzazione precisa. Poiché la sua fase principale prevede la "precipitazione" chimica della silice dalla soluzione, viene anche chiamata silice precipitata.

Questo percorso di processo conferisce al prodotto caratteristiche fisico-chimiche uniche: la dimensione delle sue particelle primarie è solitamente nell'ordine dei micron o sub-micron, con elevata porosità e area superficiale specifica controllabile. Rispetto alla silice pirogenica, che viene preparata utilizzando un processo di idrolisi ad alta-temperatura ed è costosa, la silice precipitata mantiene molte proprietà eccellenti pur possedendo un significativo vantaggio in termini di costi, consentendo la sua applicazione su larga-scala in rivestimenti industriali, rivestimenti per legno, rivestimenti architettonici e altri campi. Si tratta di un rivestimento in silice di qualità-davvero conveniente-.

Quando la silice del processo con acido cloridrico è progettata appositamente per servire specificamente i sistemi di rivestimento, mostra una notevole multifunzionalità.

Questa è la funzione più-conosciuta del rivestimento della silice-grada. Il suo principio di funzionamento è il seguente: quando la pellicola di vernice si asciuga e indurisce, queste minuscole particelle di silice dura vengono distribuite uniformemente sulla superficie della pellicola di vernice, formando microscopiche irregolarità. Quando la luce colpisce il film di vernice, si verifica una riflessione diffusa, che riduce significativamente la brillantezza della superficie e produce un effetto opaco. Selezionando prodotti con diverse dimensioni delle particelle e distribuzioni dimensionali, gli ingegneri dei rivestimenti possono progettare con precisione vari effetti di lucentezza, da liscio come la seta a opaco profondo, ampiamente utilizzato nelle-vernici per mobili di fascia alta, vernici decorative e finiture industriali.

La superficie delle particelle di silice precipitata è ricca di gruppi silanolici, che possono interagire tra loro attraverso legami idrogeno, formando una struttura di rete tridimensionale debole ma efficace nel sistema di rivestimento. Questa struttura conferisce al rivestimento una buona tixotropia-ovvero un'elevata viscosità a riposo, prevenendo la sedimentazione e l'agglomerazione di pigmenti e riempitivi pesanti; e una rapida riduzione della viscosità quando sottoposto a forza di taglio (come agitazione, spazzolatura, spruzzatura), facilitando l'applicazione. Ciò non solo garantisce la stabilità del prodotto durante tutto il periodo di conservazione, ma evita anche efficacemente il cedimento durante l'applicazione, il che è particolarmente importante nei rivestimenti anticorrosivi industriali-che richiedono uno spessore specifico del film.

La silice stessa ha un'elevata durezza Mohs. Quando queste particelle dure sono disperse uniformemente e saldamente incorporate nella pellicola di vernice, possono migliorare notevolmente la durezza macroscopica, la resistenza meccanica e la resistenza all'abrasione della pellicola di vernice. Si tratta di una prestazione chiave indispensabile per i sistemi di rivestimento soggetti frequentemente ad usura, come vernici per pavimenti, vernici per interni di veicoli da trasporto (treni, aerei) e vari rivestimenti protettivi industriali.

Per i coil-coating, i rivestimenti per imballaggi o i prodotti verniciati che richiedono impilamento e stoccaggio, l'adesione superficiale della pellicola di vernice rappresenta un problema problematico. Le micro-sporgenze formate dal rivestimento di-silice di grado sulla superficie del film di vernice possono ridurre notevolmente l'effettiva area di contatto tra i rivestimenti, riducendo così efficacemente la loro tendenza all'adesione e garantendo la qualità del prodotto e la sicurezza del trasporto.

Per sfruttare appieno il potenziale della silice lavorata con acido cloridrico-, la selezione e l'applicazione corrette sono fondamentali.

Dimensione e distribuzione delle particelle: questo è il fattore più critico che influenza l'efficienza dell'opacizzazione e il controllo della brillantezza. In genere, particelle di dimensioni maggiori determinano una maggiore efficienza opacizzante, ma il film di vernice risulterà più ruvido e la trasparenza potrebbe diminuire. Al contrario, i prodotti con particelle fini forniscono una sensazione più liscia e una maggiore trasparenza, ma l’efficienza opacizzante è relativamente inferiore. Pertanto, è necessario trovare un equilibrio in base alla lucentezza e alla sensazione desiderate.

Struttura dei pori e valore di assorbimento dell'olio (valore di assorbimento DBP): il valore di assorbimento dell'olio è direttamente correlato alla capacità di addensamento della silice precipitata. I prodotti ad alto assorbimento di olio assorbono più resina e solvente nel sistema di rivestimento, portando ad un aumento significativo della viscosità e ad un forte effetto addensante, ma possono influenzare negativamente la brillantezza del film di vernice. I prodotti a basso assorbimento di olio sono più "delicati", utilizzati principalmente per opacizzare e hanno un impatto minimo sulla viscosità del sistema.

Trattamento superficiale (idrofilia e idrofobicità): questa è la chiave per determinare la compatibilità e la disperdibilità. La normale silice trattata con acido cloridrico- è idrofila e più adatta per i sistemi di rivestimento-a base di acqua. I prodotti idrofobici, trattati in superficie-con organosilani o oli siliconici, hanno una migliore compatibilità con i sistemi di rivestimento a base di solventi-, si disperdono più facilmente, riducono efficacemente l'impatto sulla viscosità del sistema e forniscono migliori effetti anti-sedimentanti e tissotropici.

La dispersione è fondamentale: è essenziale garantire che le particelle di silice siano completamente disperse per formare una microstruttura uniforme. Si consiglia di utilizzare un dispersore ad alta-velocità, aggiungendo lentamente la polvere nel vortice della vernice ad una velocità adeguata per evitare la formazione di "grumi di polvere" difficili da disgregare.

Ottimizza la sequenza di aggiunta: in genere si consiglia di aggiungerla durante la fase di miscelazione della vernice dopo aver completato la macinazione della pasta di pigmento. Questo evita un eccessivo taglio della silice durante il processo di macinazione, che potrebbe danneggiarne la struttura e pregiudicare le prestazioni finali.

Prestare attenzione alla compatibilità della formula: prestare attenzione alle potenziali interazioni con alcuni additivi, in particolare alcuni agenti livellanti e agenti bagnanti e disperdenti. Si consiglia di verificare sperimentalmente la compatibilità per evitare difetti del film di vernice come craterizzazione e separazione dell'olio.

Con normative ambientali globali sempre più rigorose, i rivestimenti rispettosi dell'ambiente come i rivestimenti a base d'acqua, i rivestimenti in polvere e i rivestimenti ad alto contenuto di solidi sono diventati una tendenza di sviluppo irreversibile. Ciò pone requisiti più elevati in termini di silice di tipo-rivestimento, offrendo allo stesso tempo enormi opportunità di mercato. I futuri trend di sviluppo si concentreranno su:

Perfezionamento funzionale: sviluppo di prodotti personalizzati con distribuzione delle dimensioni delle particelle più ristretta e caratteristiche superficiali specifiche (come l'idrofobicità controllabile) per soddisfare le esigenze di specifiche applicazioni-di fascia alta.

Prestazioni elevate: potenziamento ulteriore delle sue funzioni ausiliarie di rinforzo, resistenza alla corrosione e isolamento termico attraverso processi compositi o nuove tecnologie di trattamento superficiale.

Verde e rispettoso dell'ambiente: ottimizzazione dei processi produttivi, riduzione del consumo energetico e garanzia che il prodotto stesso soddisfi standard ambientali e sanitari più rigorosi.

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