Wechselwirkung von pyrogenem Siliziumdioxid mit Epoxidharz
Forscher untersuchten kürzlich die chemische Wechselwirkung von pyrogenem Siliciumdioxid unterschiedlicher Größe mit Epoxidharz mittels Ultraschall zur Verbesserung der Beschichtung.
Reine Epoxidbeschichtung (EC) und Epoxid-Verbundbeschichtungen (SECCs) aus pyrogenem Siliciumdioxid, die mit unterschiedlichen Belastungswerten von Nano- (7 nm) und Mikro-Siliciumdioxid (0,2-0,3 μm) verstärkt wurden, wurden erfolgreich mittels Ultraschalltechnik präpariert. Die REM-Analyse ergab eine gleichmäßige Dispersion von Nano- und Mikro-Siliciumdioxid-Füllstoffen in der Epoxidmatrix bis zu 3 Gew.-% Belastung. Es wird mittels FT-IR-Spektroskopie und DSC festgestellt, dass die Ultraschallbildung zu einer dauerhaften chemischen Bindung zwischen Epoxidharz und Siliciumdioxid-Partikeln führt. Quantitative FTIR zeigt im Allgemeinen, dass Nano-Siliciumdioxid mehr Teilhabe an der chemischen Bindung an Epoxid zeigt als Mikro-Siliciumdioxid.
Verwendung von Nano-Siliciumdioxid führt zu verbesserter Korrosionsbeständigkeit
Beschichtete Stahlpaneele mit EC- oder SECC-Beschichtung wurden hinsichtlich Oberflächenbenetzbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften bewertet. Mit Mikro-Siliciumdioxid behandelte Beschichtungen zeigen eine erhöhte Hydrophobie im Vergleich zu Nano-Siliciumdioxid-Proben, wie mittels Kontaktwinkelmessungen gezeigt wird. Die Ergebnisse des Salzsprühtests und der thermogravimetrischen Analyse deuten darauf hin, dass die Zugabe von Nano-Siliciumdioxid eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und thermische Stabilität der Epoxidbeschichtung im Vergleich zu Mikro-Siliciumdioxid aufweist. In gleicher Weise wurden auch die mechanischen Eigenschaften wie Kratzhärte, Haftung, Schlagfestigkeit und Abriebfestigkeit verbessert.
Die Studie wurde veröffentlicht in: Progress in Organic Coatings Volume 129, April 2019, Pages 1-9.