Το θειικό βάριο έχει εξαιρετική χημική αδράνεια, υψηλό ειδικό βάρος και χαμηλή απορρόφηση λαδιού, καθιστώντας το ευρέως χρησιμοποιούμενο σε αντιδιαβρωτική επιστρώσεις. Το φιλμ βαφής παρουσιάζει καλή αντοχή σε οξύ και αλκάλιο, χαμηλό ιξώδες και ομαλή ισοπέδωση.
Ωστόσο, τα ανόργανα πληρωτικά μπορεί να έχουν προβλήματα συμβατότητας διεπαφής με οργανικές ρητίνες, επηρεάζοντας τις τελικές φυσικές και χημικές ιδιότητες του φιλμ βαφής. Για να βελτιωθεί η συμβατότητα, τα ανόργανα πληρωτικά συνήθως τροποποιούνται επιφανειακά.
Δεδομένου ότι διαφορετικοί τροποποιητές επιφάνειας έχουν ξεχωριστές λειτουργίες, η επιλογή του κατάλληλου τροποποιητή είναι ζωτικής σημασίας για διαφορετικά συστήματα. Διεξήχθη μια συγκριτική μελέτη δοκιμάζοντας τις συμβατικές μηχανικές ιδιότητες, αρχική αντοχή στο νερό, αντίσταση ψεκασμού αλατιού, αντοχή σε απιονισμένο νερό σε θερμοκρασία δωματίου, αντίσταση σε 0,1 mol/L θειικό οξύ και αντοχή σε 0,1 mol/L υδροξείδιο νατρίου της μεμβράνης βαφής.
1. Πειραματική διαδικασία
Διαδικασία προετοιμασίας:
(1) Προσθέστε ρητίνη εποξειδικού εστέρα και ξηραντικό με βάση το νερό με τη σειρά, αναδεύοντας με 400-600 r/min σε χαμηλή ταχύτητα. Στη συνέχεια, προσθέστε τον εξουδετερωτή DMEA και συνεχίστε το ανακάτεμα σε χαμηλή ταχύτητα.
(2) Προσθέστε σταδιακά νερό σε μικρές ποσότητες για γαλακτωματοποίηση, ρυθμίζοντας την ταχύτητα σε περίπου 1000 r/min με βάση τη διαδικασία γαλακτωματοποίησης.
(3) Μετά τη γαλακτωματοποίηση, προσθέστε το μέσο διασποράς και τον παράγοντα αφρού με τη σειρά, εξασφαλίζοντας ομοιόμορφη διασπορά.
(4) Προσθέστε μαύρο άνθρακα, ανακατέψτε σε χαμηλή ταχύτητα και καλύψτε το καπάκι αφού προστεθούν όλα τα υλικά. Διασκορπίστε με ταχύτητα περίπου 1200 r/min, στη συνέχεια προσθέστε θειικό βάριο και κίτρινο χρωμίου στρόντιο. Συνεχίστε τη διασπορά πριν προσθέσετε όλα τα υπόλοιπα συστατικά για περαιτέρω διασπορά.
(5) Εισάγετε σφαιρίδια ζιρκονίου για λείανση με 3000-3500 r/min για 1 ώρα, προσαρμόζοντας ανάλογα τη λεπτότητα της ξύστρας.
2. Πειραματικά Αποτελέσματα
2.1 Σύγκριση απόδοσης διαφορετικών εξαιρετικά λεπτών θειικών βαρίου
Οι βασικές φυσικές ιδιότητες του εξαιρετικά λεπτού θειικού βαρίου δοκιμάστηκαν μετά την GB/T
37041-2018 πρότυπο, με τα αποτελέσματα που φαίνονται στον Πίνακα 2.
Τρεις διαφορετικοί τροποποιητές επιφάνειας χρησιμοποιήθηκαν για την τροποποίηση της σκόνης θειικού βαρίου. Η λευκότητα, το μέγεθος σωματιδίων και άλλοι δείκτες του τροποποιημένου προϊόντος παρέμειναν παρόμοια με την αρχική σκόνη. Η απορρόφηση λαδιού μειώθηκε κατά 1 μονάδα, αλλά η μείωση δεν ήταν σημαντική. Αυτό συνέβη επειδή ο παράγοντας σύζευξης που χρησιμοποιήθηκε ως τροποποιητής δεν επηρέασε πολύ την απορρόφηση του λαδιού της σκόνης.
Οι τέσσερις τύποι πληρωτικών θειικού βαρίου παρασκευάστηκαν με βάση τον τύπο στον Πίνακα 1 και συγκρίθηκαν οι επιδόσεις εφαρμογής τους σε εκκινητές εποξειδικών εστέρων με βάση το νερό.
2.2 Συμβατική δοκιμή απόδοσης
Όταν χρησιμοποιείται θειικό βάριο τροποποιημένο με διαφορετικούς παράγοντες σε αστάρι εποξειδικού εστέρα με βάση το νερό, η διασπορά του παραμένει σταθερή. Πληροί την απαίτηση προϊόντος των 10 µm στον ίδιο χρόνο λείανσης. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι ήδη ένα από τα πιο διασπειρόμενα μη μεταλλικά ορυκτά πληρωτικά, αφήνοντας περιορισμένο περιθώριο περαιτέρω βελτίωσης μέσω της τροποποίησης της επιφάνειας.
Όσον αφορά τη σκληρότητα και την πρόσφυση, το επιφανειακά τροποποιημένο θειικό βάριο δεν παρουσιάζει σημαντική βελτίωση σε σχέση με την αρχική σκόνη. Η διακύμανση της σκληρότητας μεταξύ των διαφορετικών πληρωτικών εξαρτάται κυρίως από τη σκληρότητά τους Mohs, με το θειικό βάριο να βαθμολογείται με 3, το οποίο θεωρείται μέτριο. Δεδομένου ότι δεν χρησιμοποιείται συνήθως για τη βελτίωση της σκληρότητας του φιλμ βαφής, η τροποποίηση έχει μικρή επίδραση σε αυτήν την πτυχή.
Όσον αφορά τη στιλπνότητα, το τροποποιημένο θειικό βάριο λειτουργεί παρόμοια με την αρχική σκόνη. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι η απορρόφηση του λαδιού του παραμένει σχεδόν αμετάβλητη, με αποτέλεσμα την ελάχιστη βελτίωση της γυαλάδας.
Για σταθερότητα αποθήκευσης, το θειικό βάριο τροποποιημένο με παράγοντα σύζευξης τιτανικού και εποξειδικό σιλάνιο παρουσιάζει τραχύτητα, ενώ η αρχική σκόνη και το θειικό βάριο τροποποιημένο με αλκυλοσιλάνιο δεν παρουσιάζουν αυτό το πρόβλημα.
2.3 Δοκιμή αντιδιαβρωτικής απόδοσης
Σε σύγκριση με την αρχική σκόνη, το θειικό βάριο τροποποιημένο με τιτανικό παράγοντα σύζευξης παρουσιάζει σημαντική βελτίωση στην αντοχή σε οξύ και νερό.
- Η αντίσταση στα οξέα αυξάνεται από 14 ημέρες σε 25 ημέρες.
- Η αντίσταση στο απιονισμένο νερό σε θερμοκρασία δωματίου βελτιώνεται από 17 ημέρες σε 32 ημέρες.
- Η αντίσταση στα αλκάλια μειώνεται ελαφρώς.
- Η αρχική αντίσταση στο νερό και η αντίσταση ψεκασμού αλατιού παραμένουν αμετάβλητες.
Ωστόσο, το θειικό βάριο τροποποιημένο με αλκυλοσιλάνιο και εποξειδικό σιλάνιο δεν παρουσιάζει σημαντική βελτίωση, με ορισμένες ιδιότητες να μειώνονται ακόμη και ελαφρώς. Αυτό συμβαίνει επειδή οι παράγοντες σύζευξης σιλανίου βασίζονται κυρίως στην υδρόλυση για να σχηματίσουν ομάδες υδροξυλίου, οι οποίες συνδέονται με ομάδες υδροξυλίου στην επιφάνεια του ορυκτού. Δεδομένου ότι το θειικό βάριο έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε υδροξύλιο, το αποτέλεσμα τροποποίησης είναι ασθενές.
Από την άλλη πλευρά, οι παράγοντες σύζευξης τιτανικού σχηματίζουν έναν χημικό δεσμό με το ανόργανο πληρωτικό μέσω αλκοξυ ομάδων, δημιουργώντας μια οργανική ενεργή μονοστιβάδα στη διεπιφάνεια ανόργανου-οργανικού. Αυτό βελτιώνει τη συμβατότητα μεταξύ θειικού βαρίου και οργανικών ρητινών, ενισχύοντας σημαντικά την αντίσταση σε οξύ και νερό της επικάλυψης.
3. Συμπέρασμα
Το θειικό βάριο προσφέρει πλεονεκτήματα όπως υψηλό ειδικό βάρος, πυκνά σωματίδια και χαμηλή απορρόφηση λαδιού, με αποτέλεσμα καλή διασπορά και πρόσφυση. Ωστόσο, η τροποποίηση της επιφάνειας παρέχει μικρή βελτίωση σε αυτές τις ιδιότητες.
Δεδομένου ότι το θειικό βάριο έχει σκληρότητα Mohs 3, δεν είναι κατάλληλο για την αύξηση της σκληρότητας του φιλμ βαφής. Επιπλέον, λόγω της χαμηλής περιεκτικότητάς του σε υδροξύλια, η τροποποίηση με παράγοντες σύζευξης σιλανίου είναι αναποτελεσματική, οδηγώντας σε ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης.
Μεταξύ των δοκιμασμένων τροποποιήσεων, οι παράγοντες σύζευξης τιτανικού επιτυγχάνουν τα καλύτερα αποτελέσματα. Όταν χρησιμοποιούνται σε αστάρια εποξειδικών εστέρων, ενισχύουν σημαντικά την αντοχή σε οξύ και νερό, καθιστώντας τα την πιο αποτελεσματική επιλογή για τη βελτίωση της αντοχής της επίστρωσης.
Επιλέγω Epic Powder για αποτελεσματικές, εξοικονόμησης ενέργειας και φιλικές προς το περιβάλλον λύσεις επεξεργασίας σκόνης!
Επικοινωνήστε μαζί μας για να μάθετε περισσότερα για τα προϊόντα μας!
