Barium sulfat memiliki kelembaman kimia yang sangat baik, berat jenis yang tinggi, dan penyerapan minyak yang rendah, sehingga banyak digunakan dalam anti korosi lapisan cat. Lapisan cat menunjukkan ketahanan asam dan alkali yang baik, viskositas rendah, dan perataan halus.
Namun, pengisi anorganik mungkin memiliki masalah kompatibilitas antarmuka dengan resin organik, yang memengaruhi sifat fisik dan kimia akhir dari lapisan cat. Untuk meningkatkan kompatibilitas, pengisi anorganik biasanya dimodifikasi permukaannya.
Karena pengubah permukaan yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda, pemilihan pengubah yang tepat sangat penting untuk sistem yang berbeda. Sebuah studi perbandingan dilakukan dengan menguji sifat mekanis konvensional, ketahanan air awal, ketahanan semprotan garam, ketahanan terhadap air deionisasi suhu ruangan, ketahanan terhadap asam sulfat 0,1 mol/L, dan ketahanan terhadap natrium hidroksida 0,1 mol/L dari lapisan cat.
1. Proses Eksperimen
Proses Persiapan:
(1) Tambahkan resin epoksi ester dan zat pengering berbasis air secara berurutan, aduk pada kecepatan rendah 400-600 putaran/menit. Kemudian, tambahkan penetral DMEA dan terus aduk pada kecepatan rendah.
(2) Tambahkan air sedikit demi sedikit secara bertahap untuk pengemulsian, atur kecepatan hingga sekitar 1000 putaran/menit berdasarkan proses pengemulsian.
(3) Setelah pengemulsian, tambahkan bahan pendispersi dan bahan penghilang busa secara berurutan, pastikan penyebarannya merata.
(4) Tambahkan karbon hitam, aduk dengan kecepatan rendah, dan tutup setelah semua bahan ditambahkan. Aduk pada kecepatan sekitar 1200 putaran/menit, lalu tambahkan barium sulfat dan strontium krom kuning. Teruskan pengadukan sebelum menambahkan semua komponen yang tersisa untuk pengadukan lebih lanjut.
(5) Masukkan manik-manik zirkonium untuk digiling pada 3000-3500 r/menit selama 1 jam, sesuaikan kehalusan pengikis sesuai dengan itu.
2. Hasil Eksperimen
2.1 Perbandingan Kinerja Barium Sulfat Ultrahalus yang Berbeda
Sifat fisik dasar barium sulfat ultrafine diuji mengikuti Inggris Raya/T
37041-2018 standar, dengan hasil ditunjukkan pada Tabel 2.
Tiga pengubah permukaan yang berbeda digunakan untuk memodifikasi bubuk barium sulfat. Keputihan, ukuran partikel, dan indikator lainnya dari produk yang dimodifikasi tetap sama dengan bubuk aslinya. Penyerapan minyak berkurang 1 poin, tetapi pengurangannya tidak signifikan. Hal ini karena zat pengikat yang digunakan sebagai pengubah tidak terlalu memengaruhi penyerapan minyak pada bubuk.
Keempat jenis pengisi barium sulfat disiapkan berdasarkan formula pada Tabel 1, dan kinerja aplikasinya dalam primer epoksi ester berbasis air dibandingkan.
2.2 Uji Kinerja Konvensional
Bila barium sulfat yang dimodifikasi dengan agen yang berbeda digunakan dalam primer epoksi ester berbasis air, dispersibilitasnya tetap konsisten. Produk ini memenuhi persyaratan produk sebesar 10 µm dalam waktu penggilingan yang sama. Hal ini karena produk ini sudah menjadi salah satu pengisi mineral non-logam yang paling mudah terdispersi, sehingga hanya menyisakan sedikit ruang untuk perbaikan lebih lanjut melalui modifikasi permukaan.
Dalam hal kekerasan dan daya rekat, barium sulfat yang dimodifikasi permukaan tidak menunjukkan peningkatan yang signifikan dibandingkan bubuk aslinya. Variasi kekerasan di antara berbagai bahan pengisi terutama bergantung pada kekerasan Mohs, dengan barium sulfat diberi nilai 3, yang dianggap sedang. Karena biasanya tidak digunakan untuk meningkatkan kekerasan lapisan cat, modifikasi tidak banyak berpengaruh dalam aspek ini.
Mengenai kilap, barium sulfat yang dimodifikasi memiliki kinerja yang sama dengan bubuk aslinya. Hal ini terutama karena daya serap minyaknya hampir tidak berubah, sehingga menghasilkan peningkatan kilap yang minimal.
Untuk stabilitas penyimpanan, barium sulfat yang dimodifikasi dengan agen penggandeng titanat dan epoksi silana menunjukkan pengasaran, sedangkan bubuk asli dan barium sulfat yang dimodifikasi alkil silana tidak menunjukkan masalah ini.
2.3 Uji Kinerja Anti Korosi
Dibandingkan dengan bubuk aslinya, barium sulfat yang dimodifikasi dengan agen penggandeng titanat menunjukkan peningkatan signifikan dalam ketahanan terhadap asam dan air.
- Ketahanan terhadap asam meningkat dari 14 hari menjadi 25 hari.
- Ketahanan terhadap air deionisasi pada suhu ruangan meningkat dari 17 hari menjadi 32 hari.
- Ketahanan terhadap alkali sedikit menurun.
- Ketahanan awal terhadap air dan ketahanan terhadap semprotan garam tetap tidak berubah.
Namun, barium sulfat yang dimodifikasi dengan alkil silana dan epoksi silana tidak menunjukkan peningkatan yang signifikan, bahkan beberapa sifatnya sedikit menurun. Hal ini karena agen penggandeng silana terutama mengandalkan hidrolisis untuk membentuk gugus hidroksil, yang berikatan dengan gugus hidroksil pada permukaan mineral. Karena barium sulfat memiliki kandungan hidroksil yang rendah, efek modifikasinya lemah.
Di sisi lain, agen penggandeng titanat membentuk ikatan kimia dengan pengisi anorganik melalui gugus alkoksi, sehingga menciptakan lapisan tunggal organik aktif pada antarmuka anorganik-organik. Hal ini meningkatkan kompatibilitas antara barium sulfat dan resin organik, sehingga secara signifikan meningkatkan ketahanan lapisan terhadap asam dan air.
3. Kesimpulan
Barium sulfat menawarkan keuntungan seperti berat jenis tinggi, partikel padat, dan penyerapan minyak rendah, sehingga menghasilkan dispersibilitas dan daya rekat yang baik. Akan tetapi, modifikasi permukaan hanya memberikan sedikit peningkatan pada sifat-sifat ini.
Karena barium sulfat memiliki tingkat kekerasan Mohs sebesar 3, maka tidak cocok untuk meningkatkan kekerasan lapisan cat. Selain itu, karena kandungan hidroksilnya rendah, modifikasi dengan agen penggandeng silana tidak efektif, sehingga peningkatan kinerjanya pun minimal.
Di antara modifikasi yang diuji, agen penggandeng titanat memberikan hasil terbaik. Bila digunakan dalam primer epoksi ester, agen ini meningkatkan ketahanan terhadap asam dan air secara signifikan, menjadikannya pilihan paling efektif untuk meningkatkan ketahanan lapisan.
Memilih Bubuk Epik untuk solusi pemrosesan bubuk yang efisien, hemat energi, dan ramah lingkungan!
Hubungi kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang produk kami!
