Barium sulfat memiliki sifat inert kimia yang sangat baik, berat jenis yang tinggi, dan penyerapan minyak yang rendah, sehingga banyak digunakan dalam pelapis anti korosi. Lapisan cat yang dihasilkan menunjukkan ketahanan asam dan basa yang baik, viskositas rendah, dan perataan yang halus.
Namun, pengisi anorganik mungkin memiliki masalah kompatibilitas antarmuka dengan resin organik, yang memengaruhi sifat fisik dan kimia akhir dari lapisan cat. Untuk meningkatkan kompatibilitas, pengisi anorganik biasanya dimodifikasi permukaannya.
Karena pengubah permukaan yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda, pemilihan pengubah yang tepat sangat penting untuk sistem yang berbeda. Sebuah studi perbandingan dilakukan dengan menguji sifat mekanis konvensional, ketahanan air awal, ketahanan semprotan garam, ketahanan terhadap air deionisasi suhu ruangan, ketahanan terhadap asam sulfat 0,1 mol/L, dan ketahanan terhadap natrium hidroksida 0,1 mol/L dari lapisan cat.
1. Proses Eksperimen
Proses Persiapan:
(1) Tambahkan resin epoksi ester dan zat pengering berbasis air secara berurutan, aduk pada kecepatan rendah 400-600 putaran/menit. Kemudian, tambahkan penetral DMEA dan terus aduk pada kecepatan rendah.
(2) Tambahkan air sedikit demi sedikit secara bertahap untuk pengemulsian, atur kecepatan hingga sekitar 1000 putaran/menit berdasarkan proses pengemulsian.
(3) Setelah pengemulsian, tambahkan bahan pendispersi dan bahan penghilang busa secara berurutan, pastikan penyebarannya merata.
(4) Tambahkan karbon hitam, aduk dengan kecepatan rendah, dan tutup setelah semua bahan ditambahkan. Aduk pada kecepatan sekitar 1200 putaran/menit, lalu tambahkan barium sulfat dan strontium krom kuning. Teruskan pengadukan sebelum menambahkan semua komponen yang tersisa untuk pengadukan lebih lanjut.
(5) Masukkan manik-manik zirkonium untuk digiling pada 3000-3500 r/menit selama 1 jam, sesuaikan kehalusan pengikis sesuai dengan itu.
2. Hasil Eksperimen
2.1 Perbandingan Kinerja Barium Sulfat Ultrahalus yang Berbeda
Sifat fisik dasar barium sulfat ultrafine diuji mengikuti Inggris Raya/T
37041-2018 standar, dengan hasil ditunjukkan pada Tabel 2.
Tiga pengubah permukaan yang berbeda digunakan untuk memodifikasi bubuk barium sulfat. Keputihan, ukuran partikel, dan indikator lainnya dari produk yang dimodifikasi tetap sama dengan bubuk aslinya. Penyerapan minyak berkurang 1 poin, tetapi pengurangannya tidak signifikan. Hal ini karena zat pengikat yang digunakan sebagai pengubah tidak terlalu memengaruhi penyerapan minyak pada bubuk.
Keempat jenis pengisi barium sulfat disiapkan berdasarkan formula pada Tabel 1, dan kinerja aplikasinya dalam primer epoksi ester berbasis air dibandingkan.
2.2 Uji Kinerja Konvensional
Ketika barium sulfat yang dimodifikasi dengan berbagai agen digunakan dalam primer epoksi ester berbasis air, kemampuan dispersinya tetap konsisten. Ia memenuhi persyaratan produk sebesar 10 µm dalam waktu penggilingan yang sama. Hal ini karena barium sulfat sudah merupakan salah satu pengisi mineral non-logam yang paling mudah terdispersi, sehingga menyisakan sedikit ruang untuk peningkatan lebih lanjut melalui modifikasi permukaan.
Dalam hal kekerasan dan daya rekat, barium sulfat yang dimodifikasi permukaan tidak menunjukkan peningkatan yang signifikan dibandingkan bubuk aslinya. Variasi kekerasan di antara berbagai bahan pengisi terutama bergantung pada kekerasan Mohs, dengan barium sulfat diberi nilai 3, yang dianggap sedang. Karena biasanya tidak digunakan untuk meningkatkan kekerasan lapisan cat, modifikasi tidak banyak berpengaruh dalam aspek ini.
Mengenai kilap, barium sulfat yang dimodifikasi memiliki kinerja yang sama dengan bubuk aslinya. Hal ini terutama karena daya serap minyaknya hampir tidak berubah, sehingga menghasilkan peningkatan kilap yang minimal.
Untuk stabilitas penyimpanan, barium sulfat yang dimodifikasi dengan agen pengikat titanat dan epoksi silana menunjukkan pengerasan, sedangkan bubuk asli dan barium sulfat yang dimodifikasi dengan alkil silana tidak menunjukkan masalah ini.
2.3 Uji Kinerja Anti Korosi
Dibandingkan dengan bubuk aslinya, barium sulfat yang dimodifikasi dengan agen penggandeng titanat menunjukkan peningkatan signifikan dalam ketahanan terhadap asam dan air.
- Ketahanan terhadap asam meningkat dari 14 hari menjadi 25 hari.
- Ketahanan terhadap air deionisasi pada suhu ruangan meningkat dari 17 hari menjadi 32 hari.
- Ketahanan terhadap alkali sedikit menurun.
- Ketahanan terhadap air dan semprotan garam pada awalnya tetap tidak berubah.
Namun, barium sulfat yang dimodifikasi dengan alkil silan dan epoksi silan tidak menunjukkan peningkatan yang signifikan, bahkan beberapa sifatnya sedikit menurun. Hal ini karena agen pengikat silan terutama bergantung pada hidrolisis untuk membentuk gugus hidroksil, yang berikatan dengan gugus hidroksil pada permukaan mineral. Karena barium sulfat memiliki kandungan hidroksil yang rendah, efek modifikasinya lemah.
Di sisi lain, agen pengikat titanat membentuk ikatan kimia dengan pengisi anorganik melalui gugus alkoksi, menciptakan lapisan tunggal aktif organik pada antarmuka anorganik-organik. Hal ini meningkatkan kompatibilitas antara barium sulfat dan resin organik, secara signifikan meningkatkan ketahanan lapisan terhadap asam dan air.
3. Kesimpulan
Barium sulfat menawarkan keuntungan seperti berat jenis tinggi, partikel padat, dan penyerapan minyak rendah, sehingga menghasilkan dispersibilitas dan daya rekat yang baik. Akan tetapi, modifikasi permukaan hanya memberikan sedikit peningkatan pada sifat-sifat ini.
Karena barium sulfat memiliki kekerasan Mohs 3, maka tidak cocok untuk meningkatkan kekerasan lapisan cat. Selain itu, karena kandungan hidroksilnya yang rendah, modifikasi dengan agen pengikat silan tidak efektif, sehingga peningkatan kinerja yang dihasilkan minimal.
Di antara modifikasi yang diuji, agen pengikat titanat mencapai hasil terbaik. Ketika digunakan dalam primer epoksi ester, agen ini secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap asam dan air, menjadikannya pilihan paling efektif untuk meningkatkan daya tahan lapisan.
Memilih Bubuk Epik untuk solusi pemrosesan bubuk yang efisien, hemat energi, dan ramah lingkungan!
Hubungi kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang produk kami!
