Hydrophobe Kieselsäure ist eine Art Silicamaterial, dessen Oberflächeneigenschaften sich nach einer speziellen Behandlung von hydrophil zu hydrophob ändern.
Auf der Basis von pyrogener Kieselsäure oder gefällter Kieselsäure wird die Oberfläche durch chemische Modifizierungsverfahren mit hydrophoben Gruppen verbunden, beispielsweise durch die Behandlung mit einem Silan-Haftvermittler. Der hydrophobe Teil des Silans reagiert mit der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche des Siliziumdioxids, sodass die Oberfläche des Siliziumdioxids mit hydrophoben Gruppen bedeckt wird.
Physikalische Eigenschaften
- Das Aussehen ist im Allgemeinen weißes Pulver, ähnlich wie gewöhnliche Kieselsäure.
- Die Partikelgröße im Nanometerbereich verleiht ihm eine große spezifische Oberfläche. Aufgrund der hydrophoben Oberfläche weist es jedoch bei Kontakt mit Wasser einzigartige Eigenschaften auf. So wird es beispielsweise nicht so leicht von Wasser durchtränkt wie hydrophile Kieselsäure, und es kommt zu einem hydrophoben Phänomen, das dem „Lotusblatteffekt“ ähnelt.
Chemische Eigenschaften
- Hohe chemische Stabilität, kann in einer gewissen Säure- und Alkaliumgebung stabil sein.
- Hydrophobe Gruppen auf der Oberfläche verleihen ihm eine gute Affinität zu organischen Verbindungen, lassen sich in vielen organischen Lösungsmitteln gut dispergieren und wirken wasserabweisend.
Anwendungsfeld
- Farbenindustrie: Kann die Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit von Farben deutlich verbessern. Bei Beschichtungen auf Oberflächen wie Außengebäuden und Schiffen kann hydrophobe Kieselsäure das Eindringen von Feuchtigkeit verhindern und so die Lebensdauer der Beschichtung verlängern. Gleichzeitig verbessert sie die Rheologie der Beschichtung und erleichtert deren Auftragung.
- Kosmetikindustrie: In einigen wasserfesten Kosmetika, wie etwa wasserfester Wimperntusche, wasserfestem Lippenstift und anderen Produkten, kann hydrophobe Kieselsäure als wichtiger Zusatzstoff verhindern, dass die Kosmetika durch Wasser aufgelöst oder ausgewaschen werden, und so dazu beitragen, dass das Produkt einen guten Make-up-Effekt behält.
- Elektronische Materialien: Wird in Verpackungsmaterialien für elektronische Produkte verwendet, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit Schäden an elektronischen Komponenten verursacht, während seine gute Dispersion dazu beiträgt, die Leistung von Verpackungsmaterialien zu verbessern
Bei der hydrophoben Modifizierung von Kieselsäure werden üblicherweise folgende Hilfsmittel verwendet:
Allgemeines Modifikationsmittel
1. Silan-Haftvermittler
- Art und Eigenschaften: Dies ist die am häufigsten verwendete Klasse von Additiven. Wie Methyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan usw. Seine Molekularstruktur enthält im Allgemeinen aktive Gruppen, die mit der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche von Siliziumdioxid (wie Methoxygruppen) und organischen Gruppen mit Hydrophobie (wie Methylgruppen und Vinylgruppen) reagieren können.
- Wirkungsprinzip: Die aktive Gruppe im Silan-Haftvermittler reagiert chemisch mit der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche des Siliziumdioxids und bildet eine chemische Bindung, während sich die hydrophobe Gruppe am anderen Ende nach außen erstreckt und so die Eigenschaften der Oberfläche des Siliziumdioxids von hydrophil zu hydrophob ändert.
2. Silikonöl
- Art und Eigenschaften: wie Dimethylsilikonöl usw. Silikonöl hat eine gute chemische Stabilität, eine niedrige Oberflächenspannung und eine ausgezeichnete Hydrophobie.
- Wirkprinzip: Silikonöl kann durch physikalische Adsorption oder partielle chemische Bindung auf der Oberfläche von Siliziumdioxid haften bleiben. Bei der physikalischen Adsorption bildet sich aufgrund der Hydrophobie des Silikonöls selbst eine hydrophobe Schicht auf der Oberfläche des Siliziumdioxids, wodurch die Möglichkeit eines Kontakts zwischen Siliziumdioxid und Wasser verringert wird.
