Índice
2. Análise das características dos revestimentos de pó de airgel
3. Desafios do ambiente de alta umidade para revestimentos
4. Exploração experimental: revestimentos de pó de airgel sob alta umidade
No campo da proteção industrial e decoração arquitetônica, o desempenho à prova de umidade dos revestimentos desempenha um papel fundamental na vida das instalações e na segurança do uso. Como um novo tipo de revestimento de alto desempenho, o revestimento de pó de airgel se tornou o foco da indústria nos últimos anos devido à sua nanoestrutura exclusiva e propriedades excelentes. O Airgel tem uma condutividade térmica extremamente baixa e tem um bom desempenho em isolamento térmico. Suas propriedades hidrofóbicas também fazem com que a indústria tenha grandes esperanças para o desempenho à prova de umidade dos revestimentos de pó de airgel em ambientes de alta umidade. No entanto, na realidade, cenas de alta umidade, como áreas costeiras, porões e banheiros, são complexos e mutáveis, e a estabilidade à prova de umidade dos revestimentos de pó de airgel precisa ser verificada. Se puder impedir de forma estável a umidade em ambientes de alta umidade, trará soluções de proteção mais confiáveis para muitos setores e expandirão bastante seu espaço de aplicação.
2. Análise das características dos revestimentos de pó de airgel
Airgel, o componente central do revestimento de pó de airgel, possui uma estrutura nanoporosa especial com porosidade superior a 95%. Essa estrutura inibe efetivamente a condução de calor, e o valor de resistência térmica excede 0. 2m² ・ k/w, que está no nível avançado internacional. O efeito de isolamento térmico de um revestimento de ar de 1 mm de espessura é equivalente ao de uma placa de poliestireno tradicional {{4}). Em termos de resistência à umidade, o esqueleto interno do pó do airgel é hidrofóbico, com um ângulo de contato com água superior a 130 graus e uma hidrofobicidade maior ou igual a 99%. Em teoria, isso estabelece uma boa base para a resistência à umidade do revestimento em pó de ar. No entanto, fatores complexos, como flutuações de umidade e erosão a vapor de água a longo prazo em ambientes reais de alta humidez, podem desafiar a sustentabilidade e a estabilidade de sua resistência à umidade.
3. Desafios de alto ambiente de umidade para revestimentos
O ambiente de alta umidade geralmente se refere à condição em que a umidade relativa é mantida em mais de 60% por um longo tempo. Nesse ambiente, os revestimentos comuns enfrentam muitos problemas. A água pode penetrar facilmente no revestimento, fazendo com que o revestimento borbulhe ou até caia; os pigmentos ou enchimentos hidrofílicos no inchaço do revestimento após absorver a água, destruindo a estrutura do revestimento; Para revestimentos respiráveis, a água também pode se acumular entre o revestimento e o substrato, reduzindo a adesão entre o revestimento e o substrato. Para revestimentos de pó de aerogel, a água pode invadir sua estrutura nanoporosa sob alta umidade, que pode não apenas alterar as propriedades térmicas do airgel, mas também ter um impacto negativo na resistência à umidade e em casos graves, causar danos à estrutura do aerogel.
4. Exploração experimental: revestimentos de pó de airgel sob alta umidade
1. Objetivo experimental
Este experimento tem como objetivo explorar profundamente a estabilidade do desempenho à prova de umidade do revestimento em pó de airgel em um ambiente de alta umidade, cobrindo as mudanças no estado da superfície do revestimento, evolução interna da microestrutura e alterações dinâmicas nos indicadores de desempenho à prova de umidade.
2. Materiais e métodos experimentais
Materiais experimentais: selecione 3 produtos representativos de revestimento de pó de airgel no mercado (marcado como P, Q e R, respectivamente) e selecione o revestimento de pó epóxi comum como um controle (marcado como S). O substrato experimental usa uniformemente placas de aço inoxidável das mesmas especificações. Antes do experimento, a superfície da placa de aço é estritamente desgosto e passivado para garantir a precisão e a consistência dos resultados experimentais.
Equipamento experimental: use uma câmara de teste de temperatura e umidade constante de alta precisão para controlar com precisão a temperatura e a umidade para simular um ambiente complexo. Com a ajuda de um microscópio de força atômica (AFM), a microestrutura do revestimento é observada em alta resolução. Equipado com um espectrômetro infravermelho de transformação de Fourier (FTIR), as alterações na estrutura química do revestimento sob alta umidade são analisadas. O medidor avançado de ângulo de contato com queda sésse é usada para avaliar quantitativamente o desempenho à prova de umidade do revestimento, medindo o ângulo de contato entre a superfície do revestimento e a água.
Método experimental: pulverize os quatro revestimentos uniformemente na placa de aço inoxidável e curá -los de acordo com o processo de cura de seus respectivos padrões de produtos. Após a cura, coloque a placa de teste em uma câmara de teste de temperatura e umidade constante, defina a temperatura como 3 0 e a umidade relativa como 90% para simular um ambiente de alta umidade. Retire as placas de teste nas 0ª, 2ª, 4ª, 6ª e 8ª Mês após o início do experimento e conduza testes abrangentes sobre vários indicadores de desempenho.
3. Resultados e análises experimentais
Estado da superfície do revestimento
A partir dos resultados, pode -se observar que, em um ambiente de alta umidade, o estado superficial do revestimento de pó epóxi comum se deteriora mais rápido, enquanto os revestimentos de pó de airgel P, Q e R têm diferentes graus de mudança dentro de 8 meses, mas o revestimento geral permanece relativamente intacto. Entre eles, o revestimento de pó do airgel Q tem excelente desempenho na manutenção do estado da superfície, com basicamente nenhuma alteração óbvia dentro de 4 meses, e nenhuma gotícula de água penetrou aos 8 meses. Isso mostra que os revestimentos de pó do airgel têm vantagens óbvias na manutenção da integridade da superfície do revestimento em comparação com revestimentos de pó de epóxi comuns em um ambiente de alta umidade.
Airgel Powder Coating P: A superfície é plana e lisa no início do experimento, sem anormalidades. Após 2 meses, há uma cerne leve, sem outros defeitos; Aos 4 meses, a nebulosidade é um pouco óbvia, sem borbulhar ou derramar; Aos 6 meses, há um leve fenômeno de clareamento e o revestimento está intacto; Aos 8 meses, a área de clareamento se expande e o revestimento não cai.
Airgel Powder Coating Q: A superfície inicial é uniforme e inalterada. Não houve mudança significativa dentro de 4 meses. Aos 6 meses, uma quantidade muito pequena de gotículas de água foi presa e fácil de deslizar. Aos 8 meses, o número de gotículas de água aumentou, mas não houve penetração.
Airgel Powder Coating R: A aparência era normal no início. Após 2 meses, a superfície estava ligeiramente escurecida e não havia bolhas. Aos 4 meses, a área escura se expandiu e não havia bolhas. Aos 6 meses, houve uma pequena descamação, mas sem derramamento. Aos 8 meses, a faixa de descamação aumentou e o revestimento ainda estava intacto.
Revestimento de pó de epóxi comum S: O experimento começou normalmente. Após 2 meses, uma pequena quantidade de pequenas bolhas apareceu. Aos 4 meses, as bolhas aumentaram e algumas delas quebraram. Aos 6 meses, o revestimento tinha graves bolhas e derramamentos. Aos 8 meses, ele caiu em uma grande área e o substrato foi enferrujado.
Estrutura interna do revestimento:
As observações da microscopia de força atômica (AFM) revelaram que a estrutura interna do revestimento de pó de epóxi comum S foi severamente danificada em um ambiente de alta umidade, com um grande número de vazios e rachaduras. Isso ocorreu devido à desintegração da estrutura de revestimento causada pela penetração contínua da água. No estágio inicial do experimento, a estrutura nanoporosa interna dos revestimentos de pó de airgel P, Q e R permaneceu basicamente intacta. No entanto, no sexto mês, uma pequena quantidade de água acumulada em alguns poros de revestimentos de pó de airgel P e R, e a regularidade da estrutura interna foi afetada até certo ponto. No oitavo mês, a estrutura de poros interna do revestimento de pó de airgel q ainda era relativamente estável, com apenas alguns poros levemente deformados. Isso mostra que a estrutura nanoporosa dos revestimentos de pó de airgel pode resistir à erosão em um ambiente de alta umidade até certo ponto, mas existem diferenças na estabilidade estrutural de diferentes produtos.
Índice de desempenho à prova de umidade:
O ângulo de contato entre a superfície do revestimento e a água foi medido usando um medidor de ângulo de contato sésseis. Quanto maior o ângulo de contato, melhor o desempenho à prova de umidade.
A partir da tendência dos dados do ângulo de contato, o ângulo de contato do revestimento de pó epóxi comum diminuiu mais, dos 90 graus de 90 graus iniciais após 8 meses, refletindo que seu desempenho à prova de umidade se deteriorou rapidamente em um ambiente de alta umidade. Embora os ângulos de contato dos revestimentos de pó de airgel P, Q e R também diminuíssem ao longo do tempo, a diminuição do revestimento de pó do airgel Q foi a menor e ainda manteve um alto ângulo de contato de 126 graus após 8 meses, confirmando ainda mais que o revestimento de pó do airgel se apresentou melhor em termos de estabilidade de desempenho à prova de umidade.
Airgel Powder Coating P: O ângulo de contato inicial de 131 graus caiu para 127 graus após 2 meses, 123 graus aos 4 meses, 119 graus aos 6 meses e 115 graus aos 8 meses.
Airgel Powder Coating Q: ângulo de contato inicial 135 graus, 132 graus após 2 meses, 130 graus aos 4 meses, 128 graus aos 6 meses e 126 graus aos 8 meses.
Airgel Powder Coating R: ângulo de contato inicial 133 graus, 129 graus após 2 meses, 125 graus aos 4 meses, 121 graus aos 6 meses, 117 graus aos 8 meses.
Revestimento de pó de epóxi comum s: ângulo de contato inicial 90 graus, 86 grau após 2 meses, 82 graus aos 4 meses, 78 graus aos 6 meses, 74 graus aos 8 meses.
Experimentos abrangentes mostram que, em ambientes de alta umidade, os revestimentos de pó de airgel têm vantagens de desempenho à prova de umidade significativas sobre os revestimentos comuns de pó de epóxi, e a maioria deles pode manter a integridade do revestimento e um certo grau de prova de umidade por um longo tempo. No entanto, o desempenho dos revestimentos de pó de airgel de diferentes marcas e modelos é diferente. Com o tempo, a estrutura interna de alguns produtos é afetada, o índice à prova de umidade diminui e a superfície se torna nebulosa, branca, a água se acumula nos poros e o ângulo de contato diminui. Isso pode estar relacionado à pureza do airgel, aos aditivos da fórmula e ao processo de produção.
Olhando para o futuro, para expandir a aplicação de revestimentos de pó de airgel em ambientes de alta umidade, as empresas de revestimento precisam aumentar a pesquisa e o desenvolvimento, otimizar a fórmula e o processo e melhorar a estabilidade à prova de umidade. Em aplicações práticas, para áreas com alta umidade e requisitos à prova de umidade alta, medidas como adicionar uma camada de cobertura à prova d'água e pré-tratamento, o substrato pode ser combinado para garantir que o revestimento possa desempenhar um papel de longo prazo. Com o desenvolvimento da tecnologia de materiais, os revestimentos de pó de airgel devem fazer maiores avanços em aplicações de alta umidade e fornecer soluções mais confiáveis à prova de umidade para vários setores.