С нанометровой точностью. Мельчайшие частицы в составе лакокрасочных покрытий

Интерес у исследователей и производителей ЛКМ в последнее время все больше вызывают наночастицы. Эти мельчайшие объекты оказывают положительное влияние на механические, тепловые, защитные и антикоррозионные свойства покрытий. Сфера применения нанопокрытий обширна. Краски с уникальными свойствами востребованы в судо- и автомобилестроении, огнезащите и медицине, строительстве. По мере изучения их возможностей список областей применения растет.

Оценивая возможности многообещающих наноматериалов и финансовые выгоды, которые можно из них извлечь, крупные химические компании объединяют усилия. Работая на взаимовыгодных условиях, они осваивают рынки, которые могут стать новым источником дохода от реализации нанопокрытий, в том числе инсектицидных, водоотталкивающих, вспучивающихся, тепло- и огнестойких ЛКМ. Активно поддерживают их в этом исследователи научных институтов разных стран.

Новые способы
Специалисты иранского Института полимеров и нефтехимии и американского Института исследования ЛКМ доказали, что наночастицы улучшают механические и адгезионные свойства порошковых покрытий. Исследователи подготовили смеси, отличающиеся долей содержания частиц гидроксида алюминия, диоксида титана и различных типов высокодисперсного диоксида кремния. Для оценки механических и адгезионных свойств порошковых покрытий были проведены измерение предела прочности, динамический механический термоанализ (ДМТА), определение адгезии методом отслаивания. Результаты показали, что механические свойства порошкового покрытия были улучшены благодаря добавлению в состав покрытий частиц в объеме до двух процентов от общей массы. Степень эффекта зависела от весовой доли и размера частиц. Высокодисперсный диоксид кремния с добавлением диметилдихлорсилана оказался более эффективным в улучшении механических и адгезионных свойств. Нежелательная дисперсия, а также скопление наночастиц, включения воздуха и разрывы пленки стали причиной неустойчивости требуемых свойств. Поэтому ученые заключили, что предварительная дисперсия частиц в соответствующем растворителе (например, в этаноле с помощью ультразвукового облучения) перед добавлением их в состав порошковых красок − это эффективный способ улучшения свойств покрытия. Кроме того, ультразвуковое облучение позволяет разбивать скопления наночастиц до необходимых размеров.