Стабильный силиказоль как связующий компонент для лакокрасочных материалов

В минеральных лакокрасочных материалах силиказоль может быть частью основной связующей системы. Один из наиболее характерных примеров – золь-силикатные краски, в которых коллоидный кремнезём используют совместно с жидким стеклом.

В водно-дисперсионных материалах функция продукта иная. Здесь он обычно не заменяет полимер полностью, а используется как со-связующее или функциональная минеральная фаза.

Золь-силикатные краски относятся к минеральным покрытиям. Их связующая система сочетает жидкое стекло и коллоидный кремнезём.

Такое сочетание позволяет формировать минеральное покрытие с высокой паропроницаемостью и хорошим взаимодействием с соответствующими основаниями.

При правильной разработке рецептуры золь-силикатная система может обеспечивать прочное сцепление с бетоном, кирпичом, цементными и известковыми штукатурками, а также другими совместимыми минеральными поверхностями.

Силиказоль в такой системе влияет не изолированно. На конечный результат одновременно воздействуют вид жидкого стекла, содержание пигментов, тип наполнителей, загустители, гидрофобизирующие компоненты и соотношение всех частей рецептуры.

При разработке состава особенно важны значения рН, вязкость, скорость высыхания, впитывающая способность основания и устойчивость готовой краски при хранении.

В полимерных водных составах силиказоль может использоваться как дополнительный неорганический компонент.

Его введение потенциально позволяет изменять твёрдость, сопротивление царапинам, адгезию, реологию и свойства поверхности. Но получить эти эффекты можно только при совместимости коллоидного кремнезёма с полимерной дисперсией.

Главный технологический риск – нарушение устойчивости смешанной системы. Смешение двух стабильных продуктов может привести к потере стабильности системы и вызвать коагуляцию, рост вязкости или выпадение осадка.

До масштабирования рецептуры проверяют совместимость по следующим признакам:

• отсутствие хлопьев и коагуляции
• стабильность вязкости и значения рН
• отсутствие необратимого осадка и расслоения
• нормальное плёнкообразование после нанесения
• сохранение стабильности при хранении

Если после введения силиказоля появляются хлопья или резкое загущение, увеличение интенсивности перемешивания обычно не решает проблему. Необходимо пересмотреть совместимость компонентов и порядок их введения.

Универсальной дозировки коллоидного кремнезёма для всех лакокрасочных материалов нет.

Рабочее содержание зависит от функции продукта. Если силиказоль является частью минерального связующего, его количество будет определяться составом всей связующей системы. Если он используется для модификации полимерной дисперсии, рабочая концентрация определяется требуемым балансом твёрдости, гибкости и стабильности состава.

Расчёт целесообразно вести по содержанию сухого диоксида кремния, а не только по массе жидкой дисперсии.

Например, одинаковое количество двух продуктов с различной концентрацией кремнезёма даст различную долю неорганической фазы в сухом покрытии.

При подборе необходимо учитывать тип основного связующего, содержание пигментов и наполнителей, толщину плёнки, условия сушки и требования к эксплуатации.

Работу начинают с контрольной рецептуры без силиказоля. После этого готовят несколько вариантов с различным содержанием коллоидного кремнезёма.

Условия смешивания и количество остальных компонентов должны оставаться одинаковыми, чтобы результат можно было объективно сравнить.

Сначала проверяют свойства жидкого лакокрасочного материала, затем – характеристики высохшей плёнки.

Оптимальным следует считать не состав с максимальным содержанием кремнезёма, а рецептуру, которая обеспечивает необходимое улучшение целевого свойства без ухудшения остальных характеристик.

Порядок загрузки определяется типом лакокрасочного материала.

Силиказоль может вводиться в водную фазу, смешиваться с жидким стеклом, добавляться в готовую водно-дисперсионную основу. В некоторых составах его вводят после диспергирования пигментов и наполнителей.

Необходимо избегать локального контакта концентрированного силиказоля с несовместимыми электролитами и компонентами, резко изменяющими кислотность.

Повышенное содержание солей, особенно многовалентных металлов, может снижать устойчивость коллоидной системы.

После изменения порядка загрузки рецептуру необходимо повторно проверять – одинаковый состав при другой последовательности смешивания способен вести себя иначе.

Жидкая форма силиказоля упрощает применение продукта в водных рецептурах. Стабильный силиказоль не требует предварительного диспергирования сухого порошка и при наливном дозировании не создаёт пылевой нагрузки.

К другим практическим преимуществам относятся:

• возможность точного дозирования в водную фазу
• равномерное распределение при правильном смешивании
• возможность выбора характеристик частиц под конкретную задачу
• применение в минеральных и комбинированных связующих системах
• отсутствие необходимости приготовления отдельной порошковой суспензии

При этом жидкая форма не отменяет требований к совместимости. Стабильность силиказоля до введения в краску не гарантирует стабильность всей полученной композиции.

Компания «РусСилика» производит стабильные силиказоли в Дзержинске Нижегородской области.

Для подбора продукта технологу желательно предоставить информацию о типе краски, составе связующего, значении рН, основных пигментах и наполнителях, способе нанесения, основании и целевых свойствах покрытия.

Компания предоставляет техническую документацию, паспорта качества и образцы для проведения лабораторных испытаний.

Коллоидный кремнезём для производства красок и покрытий рекомендуется выбирать после определения его функции в рецептуре.

Перед промышленной поставкой целесообразно провести лабораторное тестирование продукта в действующей связующей системе, оценить стабильность жидкого материала и проверить свойства готовой плёнки.

При подборе сравнивают концентрацию диоксида кремния, размер частиц, значение рН, способ стабилизации и совместимость с остальными компонентами.