شرکت نانو کسری

يكي از ويژگي هاي مصالح ساختماني معدني، طبيعت متخلخل آنها است. بههمين علت اين دسته از مواد، به سادگي آب جذب ميكنند و در نتيجه ديوارهاي بيروني بر اثر ريزش باران، بهسرعت رنگ پريده مي شوند و آسيب ميبينند. اين ضعف، حفاظت از نماي بيروني ساختمان ها را ضروري ميكند. با رشد مصرف مواد عايق بندي و ملات هاي سبك، نماسازي با يك تركيب تراواي بخار آب از مهم ترين الزامات است، چرا كه اگر نما به خوبي محافظت شده باشد، رطوبت جذب شده فرصت و امكان عبور از لايه هاي محافظ را به -دست ميآورد.

مقاومت در برابر آب باران از طريق عوامل آب گريز كننده 1 فراهم ميشود. از لحاظ تاريخي، چربيها و روغنهاي طبيعي به عنوان عوامل آبگريز كننده براي كاهش جذب آب مورد استفاده قرار ميگرفتهاند. امروزه علاوه بر مومها 2، از تركيبات سيليكوني آلي مانند روغنهاي سيليكوني، پلي سيلوكسان هاي عامل دار و رزينهاي سيليكوني استفاده ميشود.

نحوهعملكرد

جذب آب سطوح متخلخل عموماً از طريق مويينگي اتفاق مي افتد.

درصورتيكه يك مايع بتواند سطح جامد را تر كند، مايع بر روي سطح پخش شده و سطح ويژه خود را افزايش مي دهد .

انرژي سطحي جامد با اين افزايش سطح مخالفت كرده و در جهت كاهش سطح تماس عمل ميكند. نيروي كششي حاصل باعث بالا رفتن مايع در مويينگي 3 و تشكيل يك زاويه تماس بين مايع و ديواره مويينگي ميشود. براي مايعات تر كننده، اين زاويه كوچكتر از º90 است و درصورتيكه مايع توانايي تر كردن سطح مويينه را نداشته باشد، سطح مايع درون لوله مويينه پايينتر از سطح بقيه مايع خواهد بود

آبگريزي

براي حفاظت مناسب از سازه ها، بايد از تر شدن مصالح ساختماني جلوگيري كرد . اين كار از طريق پوشش دادن مويينگيها با عوامل آبگريز كننده مانند سيليكون و موم هاي پارافيني امكانپذير است. كشش سطحي كم عوامل آب گريز كننده، انرژي سطحي بين ديواره مويينگي و مايع را زياد ميكند و اين به معناي افزايش زاويه تماس در حفره است. در سامانه هاي آبپايه از روغنها و رزينهاي سيليكوني بهعنوان عوامل آبگريز كننده استفاده ميشود مزيت استفاده از سيليكونها به عنوان عوامل آبگريز كننده اين است كه كشش سطحي پايين آنها منجر به تشكيل فيلم ي با ضخامت يك مولكول روي سطح مويينگي شده و بهعلت آبگريز شدن حفره آب ديگر قادر به ورود به آن نيست. اين در حالي است كه نفوذپذيري آنها نسبت به بخار آب و هوا تغيير چشمگيري نخواهد كرد .

در واقع سيليكون ديواره حفرات را بدون مسدود كردن آنها پوشش ميدهد. اثر آبگريزكنندگي درحضور سيليكونها به  علت چسبندگي آنها به ديواره مويينگي، پايدار است.

در مقابل، عوامل آبگريز كننده آلي مانند موم هاي پارافيني قادر به پخش شدن نيستند و اتصال خوبي هم با سطح برقرار نميكنند. خلل و فرج سطح توسط اين مواد بسته شده و تراوايي خود را نسبت به بخار آب از دست ميدهند. از طرف ديگر چسبندگي لايه دوم در حضور آنها تضعيف خواهد شد.

ساختارشيميايي

ارزش تركيبات سيليكوني براي اولين بار در دهه 40 و درجريان توسعه كامپوزيتهاي پلياستر تقويت شده باالياف شيشه كشف شد. اين كامپوزيتها بهعلت افت قدرت پيوند بين الياف شيشه و رزين با گذشت زمان استحكام خود را از دست ميدادند. مطالعات انجام شده نشان داد كه استفاده از مقادير بسيار كم آلكوكسي سيلان داراي عامليت آلي 1 در فصل مشترك الياف شيشه/رزين، نه تنها استحكام اوليه كامپوزيت را بهطرز چشمگيري افزايش مي دهد، بلكه سبب حفظ اين خاصيت در طي زمان نيز ميشود.

عبارت سيليكون يا سيلان مربوط به بسپارهاي برپايه سيليكون هستند (Si-O-Si) معدني است كه داراي اتصالات  سيلوكساني و بر روي ظرفيتهاي خالي اتم سيليكون ساير اتم هاي آلي، غالباً متيل با اتصال كربن  سيليكون قرار دارد. به علت پيوند اتم سيليكون به اكسيژن و گروه آلي، از عبارت پلي  اورگانوسيلوكسان يا اورگانوپليسيلوكسان نيز براي اين  خانواده استفاده ميشود.

يك مولكول سيلان آلي، سيلاني كه حداقل شامل يك پيوند كربن  سيليكون باشد، از سه قسمت اصلي ساخته شده است:

• X: قسمت آلي غيرقابل هيدروليز . مي تواند فعال  )آمين، اپوكسي، وينيل، متاكريلات و سولفور) يا غير فعال (آلكيل ) باشد
• R': گروه قابل هيدروليز مانند آلكوكسي يا اس توكسي كه امكان واكنش با اشكال مختلف گروه هاي هيدروكسيل موجود در پركنهاي معدني يا بسپارها و الكل هاي آزاد يا اسيد را دارد. اين گروهها ميتوانند با زيرآيند هاي آلي يا معدني پيوند تشكيل دهند.
• R: جدا کننده كه ميتواند زنجير آلكيل يا آريل باشد

بهعلت طبيعت ويژه آلي/معدني اورگانوسيلانها، اين مواد مي توانند چسبندگي پوشش به زيرآيندهاي فلزي و سيليسي را از

طريق ايجاد پيوندهاي كووالانسي و بنابراين افزايش چگالي اتصالات بين پوشش و زيرآيند افزايش دهند

سيلانهايخطيوتركيباتشاملگروههاي آلی

در صنايع پوششي از انواع مختلفي از تركيبات سيلاني استفاده ميشود . براي انتخاب نوع سيلان مورد استفاده بايد به هماهنگي گروه عاملي آلي، واكنش پذير يا غيرواكنش پذير ، قرار گرفته بر روي ساختار سيليكوني با نوع رزيني كه بايد با آن وارد واكنش شود توجه كرد. از سيلان هاي غير واكنشي، سازگار با ماتريس و يك (X) شامل يك گروه غير واكنشي آلي

واكنش دهنده با زيرآيند، غالباً به عنوان (OR) گروه آلكوكسي آبگريز كننده استفاده ميشود. 

عموماً از روغن سيليكوني براي ناميدن سيلان هاي خطي استفاده ميشود. سيلانهاي داراي عامليت آميني عوامل آب گريزكننده مهمي هستند كه جذب آب پوشش را كاهش و زاويه تماس آب را بر روي سطح افزايش ميدهند . براي به كارگيري اين تركيبات در رنگهاي ساختماني بايد به اين نكته توجه كرد كه حضور امولسيفايرها، خصوصاً در مورد رنگهاي آبپايه، و عوامل تركننده سبب اختلال در اثرگذاري آنها به -عنوان عامل آبگريزكننده خواهد شد.

اين تركيبات در مقابل نور ماوراي بنفش، حرارت، باران و قليا بسيار مقاوم هستند و بههمين دليل بهصورت مداوم در پوشش هاي سيليكاتي امولسيوني مورد استفاده قرار ميگيرند.

رزينهايسيليكوني

رزينهاي سيليكوني نقش مهمي در رنگهاي سيليكوني به عنوان پيونده كمكي يا عامل آبگريزكننده، در كنار روغنهاي سيليكوني بهبود يافته، ايفا ميكنند. ميزان رزين سيليكوني در چنين پوششهايي از 2 تا 12 % متغير است. از آنجا كه رزين  هاي سيليكوني تنها داخل حفرات پوشش را ميپوشانند، تاثير چنداني بر نفوذپذيري آن در مقابل بخار آب ندارند . ميزان تنفس پوشش در اصل وابسته به نوع و ميزان رزين آلي موجود است و نه به ميزان رزين سيليكوني . كشش سطحي پايين رزينهاي سيليكوني موجب ميشود كه بدون اثرگذاري بر شعاع مويينگي در امتداد ديوارههاي آن پخش شوند . به همين دليل هنوز هم براي با قطعيت اين رزينها بهعنوان پيونده در لحاظ نميشوند. رزينهاي سيليكوني تمايل كم  PVC تعيين تري براي جذب چرك نسبت به سيلان هاي خطي خشك شونده (روغنهاي سيليكوني) دارند كه م يتوان علت آن را

ساختار روغني آنها دانست كه سبب افزايش چسبندگي ذرات به رنگ و افزايش تمايل به جذب چرك ميشوند.

فناوريسيلانهادررنگوپوشش

حيطههاي كاربري فناوري سيلان در صنعت پوشش شامل آستريها، پوششهاي مقاوم در برابر حرارت، پوشش هاي نگهدارنده صنعتي، پوششهاي بهداشتي، پوششهاي ضد خزه، شفافپوشههاي خودرويي و پوششهاي ساختماني است.

ملاحظاتعمليبرايفرمولهايآب پايه

مقايسه يك سامانه اكريليك آبپايه معمول با يك سامانه مشابه شامل 10 % از يك پلياكريليك حاوي سيلان تحت شرايط

جوي نرمال و شتابيده نشان ميدهد كه حضور سيلان سبب حفظ بيشتر براقيت و كاهش پديده گچي شدن ميگردد.

از چالشهاي موجود براي فرمولبندي پوشش هاي آب پايه حاوي تركيبات سيلاني مشكل تر كردن سطوح با انرژي سطحي كم و حفظ توازن بين واكنشپذيري /زمان انبارداري اشاره كرد. از طرف ديگر پايداري آلكوكسي سيلان در محيط آبي از ديگر مواردي است كه بايد به آن توجه شود.

بهكارگيري موفق سيلان در پوشش هاي آب پايه منوط به پراكنش مناسب سيلان قبل از واكنش هيدروليز و تجمع است .

علاوه بر اختلاط مناسب، رقيق كردن سيلان درون حلال منعقد كننده يا نرمكن قبل از اضافه شدن آن به لاتكس سبب كاهش واكنش تراكم بين تكپارهاي سيلاني (و تشكيل ژل ) و كمك به ايجاد برهمكنش مطلوب بين آنها با ساير اجزاي فرمول ميگردد.