Mục lục
2. Phân tích các đặc điểm của lớp phủ bột Airgel
3. Những thách thức của môi trường độ ẩm cao đối với lớp phủ
4. Thăm dò thực nghiệm: Lớp phủ bột Airgel dưới độ ẩm cao
Trong lĩnh vực bảo vệ công nghiệp và trang trí kiến trúc, hiệu suất chống ẩm của lớp phủ đóng vai trò chính trong cuộc sống của các cơ sở và sự an toàn của việc sử dụng. Là một loại lớp phủ hiệu suất cao mới, lớp phủ bột Airgel đã trở thành trọng tâm của ngành công nghiệp trong những năm gần đây do cấu trúc nano độc đáo và các đặc tính nổi bật. Airgel có độ dẫn nhiệt cực thấp và hoạt động tốt trong cách nhiệt. Các đặc tính kỵ nước của nó cũng làm cho ngành công nghiệp có hy vọng cao về hiệu suất chống ẩm của lớp phủ bột airgel trong môi trường độ ẩm cao. Tuy nhiên, trong thực tế, các cảnh có độ ẩm cao như khu vực ven biển, tầng hầm và phòng tắm rất phức tạp và có thể thay đổi, và sự ổn định chống ẩm của lớp phủ bột airgel cần được xác minh. Nếu nó có thể ngăn ngừa độ ẩm ổn định trong môi trường có độ ẩm cao, nó sẽ mang lại các giải pháp bảo vệ đáng tin cậy hơn cho nhiều ngành công nghiệp và mở rộng đáng kể không gian ứng dụng của nó.
2. Phân tích các đặc điểm của lớp phủ bột Airgel
Airgel, thành phần cốt lõi của lớp phủ bột Airgel, có cấu trúc nano đặc biệt với độ xốp hơn 95%. Cấu trúc này ức chế hiệu quả dẫn dẫn nhiệt và giá trị điện trở nhiệt vượt quá 0. 2m² k/w, ở cấp độ quốc tế nâng cao. Hiệu ứng cách nhiệt của lớp phủ airgel dày 1mm tương đương với bảng polystyrene truyền thống 10- lần. Về khả năng chống ẩm, bộ xương bên trong của bột airgel là kỵ nước, với góc tiếp xúc với nước lớn hơn 130 độ và tính kỵ nước lớn hơn hoặc bằng 99%. Về lý thuyết, điều này đặt nền tảng tốt cho khả năng chống ẩm của lớp phủ bột airgel. Tuy nhiên, các yếu tố phức tạp như dao động độ ẩm và xói mòn hơi nước lâu dài trong môi trường độ ẩm thực tế có thể thách thức tính bền vững và ổn định của khả năng chống ẩm.
3. Những thách thức của môi trường độ ẩm cao đối với lớp phủ
Môi trường độ ẩm cao thường đề cập đến điều kiện mà độ ẩm tương đối được duy trì ở mức hơn 60% trong một thời gian dài. Trong môi trường này, lớp phủ thông thường phải đối mặt với nhiều vấn đề. Nước có thể dễ dàng xâm nhập vào lớp phủ, khiến lớp phủ bị bong bóng hoặc thậm chí rơi ra; Các sắc tố ưa nước hoặc chất độn trong lớp phủ của lớp phủ sau khi hấp thụ nước, phá hủy cấu trúc lớp phủ; Đối với lớp phủ thoáng khí, nước cũng có thể tích tụ giữa lớp phủ và chất nền, làm giảm độ bám dính giữa lớp phủ và chất nền. Đối với lớp phủ bột airgel, nước có thể xâm chiếm cấu trúc nano của nó dưới độ ẩm cao, điều này có thể không chỉ thay đổi tính chất nhiệt của airgel, mà còn có tác động tiêu cực đến khả năng chống ẩm và trong trường hợp nghiêm trọng, gây ra thiệt hại cho cấu trúc airgel.
4. Thăm dò thực nghiệm: Lớp phủ bột Airgel dưới độ ẩm cao
1. Mục đích Exex
Thí nghiệm này nhằm khám phá sâu sự ổn định của hiệu suất chống ẩm của lớp phủ bột airgel trong môi trường độ ẩm cao, bao gồm những thay đổi trong trạng thái bề mặt lớp phủ, tiến hóa cấu trúc vi mô bên trong và thay đổi động trong các chỉ số hiệu suất chống ẩm.
2. Vật liệu và phương pháp Exexperiment
Vật liệu thí nghiệm: Chọn 3 Sản phẩm lớp phủ bột Airgel đại diện trên thị trường (được đánh dấu là P, Q và R tương ứng) và chọn lớp phủ bột epoxy thông thường làm đối chứng (được đánh dấu là S). Chất nền thử nghiệm đồng đều sử dụng các tấm thép không gỉ có cùng thông số kỹ thuật. Trước thí nghiệm, bề mặt của tấm thép bị tẩy rửa nghiêm ngặt và thụ động để đảm bảo độ chính xác và tính nhất quán của kết quả thí nghiệm.
Thiết bị thí nghiệm: Sử dụng buồng kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm không hằng số cao để kiểm soát chính xác nhiệt độ và độ ẩm để mô phỏng môi trường phức tạp. Với sự trợ giúp của kính hiển vi lực nguyên tử (AFM), cấu trúc vi mô của lớp phủ được quan sát thấy ở độ phân giải cao. Được trang bị máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), những thay đổi trong cấu trúc hóa học của lớp phủ dưới độ ẩm cao được phân tích. Máy đo góc tiếp xúc sessile tiên tiến được sử dụng để đánh giá định lượng hiệu suất chống ẩm của lớp phủ bằng cách đo góc tiếp xúc giữa bề mặt lớp phủ và nước.
Phương pháp thử nghiệm: Xịt bốn lớp phủ đều trên tấm thép không gỉ và chữa chúng theo quy trình bảo dưỡng của các tiêu chuẩn sản phẩm tương ứng của chúng. Sau khi bảo dưỡng, đặt tấm kiểm tra ở buồng kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm không đổi, đặt nhiệt độ thành 3 0 và độ ẩm tương đối thành 90% để mô phỏng môi trường độ ẩm cao. Lấy ra các tấm thử nghiệm vào tháng 0, 2, 4, 6 và 8 sau khi bắt đầu thử nghiệm và tiến hành các thử nghiệm toàn diện về các chỉ số hiệu suất khác nhau.
3. Kết quả và phân tích thử nghiệm
Trạng thái bề mặt lớp phủ
Từ kết quả, có thể thấy rằng trong môi trường độ ẩm cao, trạng thái bề mặt của lớp phủ bột epoxy thông thường làm suy giảm nhanh nhất, trong khi lớp phủ bột airgel P, Q và R có mức độ thay đổi khác nhau trong vòng 8 tháng, nhưng lớp phủ tổng thể vẫn còn tương đối nguyên vẹn. Trong số đó, lớp phủ bột Airgel Q có hiệu suất nổi bật trong việc duy trì trạng thái bề mặt, về cơ bản không có thay đổi rõ ràng trong vòng 4 tháng và không có giọt nước nào thâm nhập vào 8 tháng. Điều này cho thấy lớp phủ bột Airgel có những ưu điểm rõ ràng trong việc duy trì tính toàn vẹn của lớp phủ so với lớp phủ bột epoxy thông thường trong môi trường độ ẩm cao.
Lớp phủ bột Airgel P: Bề mặt phẳng và mịn khi bắt đầu thí nghiệm, không có bất thường. Sau 2 tháng, có một sự nguy hiểm rất nhẹ, không có khuyết điểm khác; Vào lúc 4 tháng, sự nguy hiểm là hơi rõ ràng, không sủi bọt hoặc rụng; Vào lúc 6 tháng, có một hiện tượng làm trắng nhẹ và lớp phủ còn nguyên vẹn; Vào lúc 8 tháng, khu vực làm trắng mở rộng và lớp phủ không rơi ra.
Lớp phủ bột Airgel Q: Bề mặt ban đầu đồng đều và không thay đổi. Không có thay đổi đáng kể trong vòng 4 tháng. Vào lúc 6 tháng, một lượng rất nhỏ các giọt nước được gắn và dễ trượt. Vào lúc 8 tháng, số lượng giọt nước tăng lên, nhưng không có sự thâm nhập.
Lớp phủ bột Airgel R: Sự xuất hiện là bình thường lúc đầu. Sau 2 tháng, bề mặt hơi tối và không có phồng rộp. Vào lúc 4 tháng, khu vực tối mở rộng và không có phồng rộp. Vào lúc 6 tháng, có một cái bong tróc nhẹ, nhưng không bị rụng. Vào lúc 8 tháng, phạm vi bong tróc tăng lên và lớp phủ vẫn còn nguyên vẹn.
Lớp phủ bột epoxy thông thường S: Thí nghiệm bắt đầu bình thường. Sau 2 tháng, một lượng nhỏ bong bóng nhỏ xuất hiện. Vào lúc 4 tháng, các bong bóng tăng lên và một số trong số chúng bị vỡ. Vào lúc 6 tháng, lớp phủ bị phồng rộp và rụng nghiêm trọng. Vào lúc 8 tháng, nó rơi xuống một khu vực rộng lớn và chất nền đã bị rỉ sét.
Cấu trúc bên trong của lớp phủ:
Các quan sát của Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) cho thấy cấu trúc bên trong của lớp phủ bột epoxy thông thường đã bị hư hại nghiêm trọng trong môi trường độ ẩm cao, với một số lượng lớn các khoảng trống và vết nứt. Điều này là do sự tan rã của cấu trúc lớp phủ gây ra bởi sự xâm nhập của nước liên tục. Trong giai đoạn đầu của thí nghiệm, cấu trúc nano bên trong của lớp phủ bột airgel P, Q và R về cơ bản vẫn còn nguyên vẹn. Tuy nhiên, vào tháng thứ sáu, một lượng nhỏ nước tích tụ trong một số lỗ chân lông của lớp phủ bột Airgel P và R, và tính đều đặn của cấu trúc bên trong đã bị ảnh hưởng ở một mức độ nhất định. Trong tháng thứ tám, cấu trúc lỗ rỗng bên trong của lớp phủ bột Airgel vẫn tương đối ổn định, chỉ có một vài lỗ chân lông bị biến dạng một chút. Điều này cho thấy cấu trúc nano của lớp phủ bột airgel có thể chống lại sự xói mòn trong môi trường độ ẩm cao ở một mức độ nhất định, nhưng có sự khác biệt về độ ổn định cấu trúc của các sản phẩm khác nhau.
Chỉ số hiệu suất chống ẩm:
Góc tiếp xúc giữa bề mặt lớp phủ và nước được đo bằng máy đo góc tiếp xúc sessile. Góc tiếp xúc càng lớn, hiệu suất chống ẩm càng tốt.
Từ xu hướng của dữ liệu góc tiếp xúc, góc tiếp xúc của lớp phủ bột epoxy thông thường đã giảm nhiều nhất, từ 90 độ ban đầu xuống còn 74 độ sau 8 tháng, phản ánh rằng hiệu suất chống ẩm của nó bị suy giảm nhanh chóng trong môi trường độ ẩm cao. Mặc dù các góc tiếp xúc của lớp phủ bột Airgel P, Q và R cũng giảm theo thời gian, việc giảm lớp phủ bột Airgel là nhỏ nhất và nó vẫn duy trì góc tiếp xúc cao là 126 độ sau 8 tháng, xác nhận thêm rằng lớp phủ bột Airgel có thể thực hiện tốt nhất về độ ổn định hiệu suất của độ ẩm.
Lớp phủ bột Airgel P: Góc tiếp xúc ban đầu 131 độ, giảm xuống 127 độ sau 2 tháng, 123 độ ở 4 tháng, 119 độ ở 6 tháng và 115 độ sau 8 tháng.
Lớp phủ bột Airgel Q: Góc tiếp xúc ban đầu 135 độ, 132 độ sau 2 tháng, 130 độ ở 4 tháng, 128 độ ở 6 tháng và 126 độ sau 8 tháng.
Lớp phủ bột Airgel R: Góc tiếp xúc ban đầu 133 độ, 129 độ sau 2 tháng, 125 độ ở 4 tháng, 121 độ ở 6 tháng, 117 độ sau 8 tháng.
Lớp phủ bột epoxy thông thường S: Góc tiếp xúc ban đầu 90 độ, 86 Độ sau 2 tháng, 82 độ ở 4 tháng, 78 độ ở 6 tháng, 74 độ sau 8 tháng.
Các thí nghiệm toàn diện cho thấy trong môi trường độ ẩm cao, lớp phủ bột airgel có lợi thế hiệu suất chống ẩm đáng kể so với lớp phủ bột epoxy thông thường, và hầu hết chúng có thể duy trì tính toàn vẹn của lớp phủ và mức độ chống ẩm nhất định trong một thời gian dài. Tuy nhiên, hiệu suất của lớp phủ bột Airgel của các thương hiệu và mô hình khác nhau là khác nhau. Theo thời gian, cấu trúc bên trong của một số sản phẩm bị ảnh hưởng, chỉ số chống ẩm giảm và bề mặt trở nên mờ, trắng, nước tích tụ trong lỗ chân lông và góc tiếp xúc giảm. Điều này có thể liên quan đến độ tinh khiết của máy bay, phụ gia công thức và quy trình sản xuất.
Nhìn về tương lai, để mở rộng ứng dụng của lớp phủ bột Airgel trong môi trường độ ẩm cao, các công ty lớp phủ cần tăng cường nghiên cứu và phát triển, tối ưu hóa công thức và quy trình và cải thiện sự ổn định chống ẩm. Trong các ứng dụng thực tế, đối với các khu vực có độ ẩm cao và các yêu cầu chống ẩm cao, các biện pháp như thêm lớp vỏ chống thấm và xử lý trước chất nền có thể được kết hợp để đảm bảo rằng lớp phủ có thể đóng vai trò lâu dài. Với sự phát triển của công nghệ vật liệu, lớp phủ bột Airgel dự kiến sẽ tạo ra những đột phá lớn hơn trong các ứng dụng độ ẩm cao và cung cấp các giải pháp chống ẩm đáng tin cậy hơn cho nhiều ngành công nghiệp.