En el diseño de fórmulas de recubrimiento, el equilibrio entre tixotropía y nivelación determina directamente la sensación de la construcción, la capacidad antihundimiento, la apariencia del recubrimiento y el efecto final del recubrimiento. Los aditivos tradicionales como la sílice pirógena, los agentes reológicos orgánicos y la bentonita pueden proporcionar tixotropía, pero a menudo traen problemas como aumento de costo, compatibilidad limitada, estabilidad insuficiente a altas temperaturas y disminución del brillo.
La tixotropía y la nivelación son un par de características contradictorias clave que determinan la calidad final de formación de película y el rendimiento de construcción de los recubrimientos. A partir de los principios de la química coloidal y de interfaz, así como de la reología, este artículo detalla sistemáticamente el tamaño de las partículas, la morfología, las propiedades de la superficie y la fracción de volumen de los rellenos como componente central de los recubrimientos, y sus mecanismos reguladores sobre el comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento, el valor de rendimiento, la cinética de recuperación y la ventana de nivelación del flujo de los recubrimientos. Al deconstruir la red de microinteracción del "aditivo de resina de relleno", se proporciona a los ingenieros de recubrimientos un conjunto de estrategias de diseño de rendimiento reológico predecibles basadas en la selección científica y la composición de rellenos, con el objetivo de lograr un control óptimo del proceso dinámico desde el almacenamiento de alta viscosidad hasta la construcción de baja viscosidad y luego hasta una rápida recuperación estructural para resistir el hundimiento.
La tixotropía se refiere al comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento de un recubrimiento, donde se vuelve más delgado bajo la fuerza de cizallamiento y recupera rápidamente su consistencia después de detener el corte. Determina si el revestimiento es resistente al hundimiento, no se asienta, es fácil de aplicar y no salpica.
El aplanamiento se refiere a la capacidad de un recubrimiento para superar la tensión superficial y la viscosidad interna después del recubrimiento y extenderse automáticamente hasta formar una superficie de película uniforme y plana. Determina si el recubrimiento no tiene marcas de pincel, piel de naranja, poros y brillo uniforme.
En las fórmulas tradicionales, la tixotropía y la nivelación son a menudo contradictorias: la alta viscosidad conduce a una mala nivelación; La nivelación es demasiado buena, es propenso a hundirse y asentarse.
El valor fundamental de los rellenos es romper esta contradicción y lograr resultados óptimos para ambas simultáneamente.
Rellenosno están simplemente "rellenos", sino que forman tres estructuras clave en los recubrimientos a través de la forma de las partículas, la distribución del tamaño de las partículas, el área de superficie específica, la actividad superficial, el valor de absorción de aceite y el estado de dispersión:
Las partículas de relleno con alta relación de aspecto y alta superficie específica se superponen y adsorben la resina en un estado estático, formando una estructura de red física para mantener una cierta viscosidad del recubrimiento y evitar la sedimentación del pigmento y la flacidez del recubrimiento.
Cuando se somete a fuerzas de corte provenientes del cepillado, la pulverización y el revestimiento con rodillo, la estructura de la malla se desenreda instantáneamente, la viscosidad disminuye y la construcción queda suave;
Una vez que desaparece la fuerza externa, la estructura de malla se recupera rápidamente y mantiene su forma, lo que se conoce como recuperación tixotrópica.
Las partículas de relleno con forma casi esférica, tamaño de partícula regular y superficie lisa desempeñan un papel similar a los "cojinetes de microbolas" en los recubrimientos, lo que reduce la fricción dentro del sistema, mejora la ductilidad del flujo, ayuda a que el recubrimiento se nivele rápidamente y elimina marcas de cepillo y defectos.
Al combinar cargas con una amplia distribución del tamaño de partículas, se forma un empaquetamiento apretado, lo que reduce el contenido de resina libre, estabiliza la viscosidad y no obstaculiza el flujo, logrando un equilibrio dinámico entre una alta tixotropía y una nivelación óptima del recubrimiento.
En pocas palabras:
Construir una red con rellenos = controlar la tixotropía;
Partículas lubricantes de relleno = mejorar el nivel de flujo;
Composición científica de rellenos = lograr ambos simultáneamente.
Diferenterellenospresentan contribuciones reológicas completamente diferentes en los recubrimientos, y las empresas pueden elegir con precisión según el tipo de recubrimiento:
Representante: talco en polvo, mica en polvo.
Características: Forma una estructura superpuesta en capas, fuerte tixotropía, adecuada para revestimientos de construcción de superficies verticales, como pintura para paredes, pintura anticorrosión y pintura para barcos.
Ventajas: Excelente efecto antidescuelgue, mejorando al mismo tiempo el sellado y la dureza del revestimiento.
Representante: Wollastonita, carbonato de calcio fibroso
Características: Alta relación de aspecto, estructura de malla fuerte, adecuado para recubrimientos que requieren un alto espesor y antisedimentación.
Aplicable: anticorrosión de alta resistencia, revestimiento de pisos, imprimación industrial.
Representante: hidróxido de aluminio, polvo de cuarzo, micropolvo de silicio esférico, sulfato de bario precipitado.
Características: Partículas suaves, fuerte efecto rodante, mejoran significativamente la nivelación, el brillo, la plenitud y reducen la viscosidad del sistema.
Aplicable: capa final, pintura de alto brillo, pintura para muebles, revestimientos industriales, revestimientos electrónicos.
Representante: tierra de diatomeas, sílice en fase gaseosa, bentonita microporosa
Característica: Fuerte efecto tixotrópico, pero es necesario controlar la cantidad añadida para no afectar la nivelación.
Aplicable: Masilla, imprimación, recubrimiento de película gruesa.
Compuesto con talco en polvo, calcio pesado y polvo de mica para garantizar tixotropía y antiflacidez, además de tener una buena nivelación.
Compuesto principalmente de wollastonita, polvo de mica y sulfato de bario, con fuerte tixotropía, recubrimiento de alto espesor y sin sedimentación.
Compuesto principalmente por hidróxido de aluminio esférico, sulfato de bario precipitado y micropolvo de silicio, con máxima nivelación, alto brillo y gran plenitud.
Mezcle rellenos con grados gruesos y finos para asegurar nivelación, resistencia a la compresión y trabajabilidad.
Principalmente usando hojasrellenos, con fuerte tixotropía, antiflacidez y rendimiento anticorrosión mejorado.
Bajo la tendencia de la industria global de recubrimientos hacia un alto rendimiento, bajo costo, estabilidad y protección ambiental, el control preciso de la tixotropía y la nivelación a través de rellenos se ha convertido en la tecnología central del diseño moderno de fórmulas de recubrimiento.
Los rellenos no son sólo materiales de relleno, sino también modificadores reológicos, mejoradores del rendimiento de los recubrimientos y agentes de optimización de costes. Una selección razonable de la morfología de las partículas, el tamaño de las partículas, el área superficial específica, la modificación de la superficie y los esquemas de composición pueden permitir que los recubrimientos posean simultáneamente:
-Excelente tixotropía: no se asienta, no se hunde, es fácil de construir
-Excelente rendimiento de nivelación: sin marcas de pincel, alto brillo, superficie de película perfecta
-Mayor estabilidad: adaptable a diferentes climas y métodos de construcción en todo el mundo.
