Гидрофобный диоксид кремния марка HB-620

HIFULL® HB-620 – пирогенный (фумированный) диоксид кремния с химически модифицированной гидрофобной поверхностью. В отличие от марок HB-151 и HB-152, которые обрабатываются диметилдихлорсиланом (DDS), HB-620 производится с применением гексаметилдисилазана (HMDS) в качестве поверхностно-модифицирующего агента. Это принципиально меняет химию поверхности: вместо диметилсилильных групп (-Si(CH₃)₂-) на поверхности формируются триметилсилильные группы (-Si(CH₃)₃), которые обеспечивают высокую степень экранирования остаточных силанольных групп.

Продукт работает в системах, где требуется сочетание высокой степени гидрофобности и сильного тиксотропного эффекта – прежде всего в низко- и среднеполярных средах. Выпускается в виде лёгкого белого ультрадисперсного порошка.

CAS-номера:

• 68909-20-6 – синтетический аморфный диоксид кремния, обработанный HMDS
• 112945-52-5 – базовый пирогенный диоксид кремния

Производство и химия поверхности

Базовый гидрофильный пирогенный кремнезём с удельной поверхностью около 200 м²/г (марка HL-200) получают путём высокотемпературного гидролиза тетрахлорида кремния (SiCl₄) в водородно-кислородном пламени. Полученный порошок имеет развитую поверхность с высокой концентрацией силанольных групп (-Si-OH), придающих ему природную гидрофильность.

На втором этапе исходный порошок обрабатывается гексаметилдисилазаном ((CH₃)₃Si-NH-Si(CH₃)₃, HMDS). Молекулы HMDS реагируют с поверхностными силанольными группами, прививая к ним компактные триметилсилильные фрагменты. Эти группы меньше по размеру, чем диметилсилильные цепи в DDS-обработанных продуктах, однако плотность их упаковки на поверхности выше – это обеспечивает эффективное экранирование оставшихся -Si-OH групп и стабильную гидрофобность. Удельная поверхность после обработки незначительно снижается и составляет около 170–210 м²/г.

Кристаллических форм диоксида кремния (кварц, кристобалит, тридимит) в продукте нет – материал полностью аморфный, что соответствует требованиям промышленной безопасности. Гидрофобность подтверждается стандартным тестом на метанольную смачиваемость.

Технические характеристики

Значения носят справочный характер и могут незначительно варьироваться по партиям. Актуальные данные следует уточнять по техническому паспорту (TDS) производителя.

Функции в составах

HB-620 выполняет тиксотропную и армирующую роль, действуя иначе, чем DDS-обработанные аналоги той же серии. Благодаря более высокой удельной поверхности и компактным триметилсилильным группам он активнее формирует водородные связи между частицами в неполярных и слабополярных средах – это выражается в более выраженном структурировании системы при меньших дозировках.

Основные технологические функции:

1. Тиксотропия и загущение – резкое увеличение вязкости в покое с последующим её снижением при сдвиговом воздействии; материал структурирует систему обратимо
2. Антиседиментация – предотвращает оседание пигментов и тяжёлых наполнителей при хранении составов
3. Армирование эластомеров – вводится в силиконовые и органические каучуки для повышения прочностных характеристик вулканизатов
4. Улучшение текучести порошков – снижает межчастичное сцепление в сухих системах, устраняет слёживание

Области применения

• Силиконовые системы – HB-620 совместим с силиконовыми каучуками на основе полидиметилсилоксана (ПДМС). Триметилсилильные группы на поверхности частиц химически близки к полимерной матрице, что обеспечивает хорошее диспергирование без применения поверхностно-активных веществ. Используется в RTV-1 и RTV-2 силиконах, компаундах, формовочных резинах.
• Лакокрасочные материалы и покрытия – вводится в эпоксидные, полиуретановые, алкидные и другие лакокрасочные системы для получения тиксотропного профиля: устранения провисания нанесённого покрытия, контроля розлива, стабилизации суспензий пигментов. Выраженная гидрофобность поверхности частиц повышает водостойкость покрытий.
• Клеи и герметики – применяется в одно- и двухкомпонентных адгезивах, где необходимо одновременно загустить систему и сохранить хорошую наносимость (шпатель, пистолет). Умеренная дозировка 1–4% масс. обеспечивает устойчивую тиксотропию без значительного роста вязкости при сдвиге.
• Косметика и фармацевтика – в рецептурах с низким содержанием полярных компонентов (например, безводные маски, пудры, помады) выполняет функцию текучего агента, регулятора вязкости и носителя активных веществ. Применяется в соответствии с требованиями соответствующих фармакопей при наличии подтверждённой квалификации партии.
• Полимеры и пластикаты – вводится в полиолефины, ПВХ и другие термопласты в качестве антислёживающего агента и вспомогательного наполнителя при производстве плёнок, гранулятов и литьевых изделий.

Дозировки и диспергирование

Рабочие концентрации HB-620 зависят от типа системы и требуемого реологического эффекта:

Для полноценного раскрытия тиксотропных свойств продукт вводится в жидкие системы под сдвиговым воздействием – с помощью диссольвера, бисерной мельницы или трёхвалковой мельницы. Недостаточное диспергирование приводит к неоднородному структурированию и появлению комков в конечном продукте. Оптимальная температура диспергирования – от 20 до 50 °C.