Зачем добавлять порошок зеленого карбида кремния для повышения износостойкости покрытия ПЭТ-картона?

Зачем добавлять порошок зеленого карбида кремния для повышения износостойкости покрытия ПЭТ-картона?
Добавление порошка зеленого карбида кремния (SiC) в покрытие ПЭТ-картона в основном основано на многочисленных механизмах усиления его уникальных физических и химических свойств, влияющих на износостойкость покрытия. Ниже приводится анализ основных причин:
1. Микроупрочнение и повышение твердости
‌Поддержка сверхвысокой твердости‌
Твердость по шкале Мооса зеленого карбида кремния достигает 9,4 (уступает только алмазу), а его частицы порошка образуют жесткий скелет в покрытии ПЭТ. Когда покрытие трется внешней силой, эти твердые частицы могут эффективно противостоять царапанию и проникновению, уменьшают пластическую деформацию покрытия и значительно замедляют процесс износа‌. Например, на поверхности мебели, которая часто соприкасается, скорость образования царапин может быть снижена более чем на 30%.
Самозатачивание сохраняет режущую способность Кристаллы
зеленого карбида кремния анизотропны, и новые острые кромки (самозатачивание) будут постоянно обнажаться во время износа, а не пассивироваться и осыпаться. Это позволяет покрытию поддерживать высокую эффективность резания в течение длительного времени и избегать снижения износостойкости, вызванного абразивными потерями
2. Эффект укрепления структуры покрытия
Заполнение уплотнения и рассеивание напряжений
Размер частиц порошка зеленого карбида кремния контролируется (обычно на уровне микрометра), и его можно равномерно диспергировать в матрице смолы, чтобы заполнить промежутки между молекулярными цепями полимера и уменьшить пористость покрытия. В то же время он может блокировать путь распространения трещин, рассеивать локальное напряжение и улучшать общую прочность покрытия. Например, при испытании на износостойкость листа ПЭТ величина износа покрытия с 20% порошка зеленого карбида кремния снижается примерно на 40%.
Повышенная стабильность связи на границе раздела.
Поверхность зеленого карбида кремния богата силанолом (-Si-OH), который может образовывать водородные или ковалентные связи со сложноэфирной группой ПЭТ-смолы, уменьшая дефекты на границе раздела. Эксперименты показывают, что прочность на отрыв модифицированного покрытия увеличивается на 25%, что позволяет избежать отслаивания частиц, вызванного отслоением на границе раздела.
3. Оптимизация атмосферостойкости и коррозионной стойкости.
Гарантия высокой температурной стабильности.
Температура плавления зеленого карбида кремния достигает 2250 °C, а теплопроводность составляет 120 Вт/(м · K). Когда ПЭТ-покрытие сталкивается с локальной высокой температурой (например, теплом, выделяемым солнечным светом или трением), тепло может быстро рассеиваться, чтобы предотвратить размягчение смолы и резкое падение износостойкости. Испытания покрытия капота автомобиля показывают, что температура тепловой деформации покрытия, содержащего зеленый карбид кремния, увеличивается примерно на 50 °C.
‌Химическая инертность, чтобы противостоять коррозии и износу‌ ‌Его высокая устойчивость к кислотам, щелочам и органическим растворителям (коррозионная стойкость> 99,5%) может предотвратить набухание или разрушение покрытия в сложных средах. Например, когда ПЭТ-панель кухонной столешницы контактирует с маслянистыми моющими средствами, срок службы модифицированного зеленым карбидом кремния покрытия увеличивается более чем в 2 раза‌ ‌.
4. Функциональный синергетический эффект. Регулирование коэффициента трения. Почти сферическая структура микропорошка зеленого карбида кремния позволяет снизить динамический коэффициент трения покрытия (с 0,8 до 0,3) и уменьшить повреждения от трения скольжения. Подходит для поверхностей, требующих частого механического контакта, таких как раздвижные дверные панели. Противоскользящие свойства и оптимизация текстуры поверхности.
Шероховатая поверхность частиц повышает статическое трение покрытия (коэффициент противоскольжения увеличивается на 15–30%), а соотношение размеров частиц позволяет добиться многоуровневой текстуры от матовой до сатиновой.
Заключение: незаменимая природа микропорошка зеленого карбида кремния
По сравнению с традиционными упрочняющими материалами (такими как кремний или оксид алюминия ), зеленый карбид кремния достигает баланса тройной производительности твердости-вязкости-термической стабильности:
Экономичность: добавление 5%-15% может значительно улучшить износостойкость и уменьшить количество дорогостоящей смолы;
Адаптивность: совместим с основными процессами нанесения покрытий на ПЭТ, такими как УФ-отверждение и модификация эпоксидной смолы, без необходимости модификации производственной линии;
Защита окружающей среды: неорганический компонент соответствует стандарту RoHS и позволяет избежать риска выделения ЛОС органических износостойких добавок.
Поэтому он стал основной добавкой для улучшения срока службы высококачественных листов ПЭТ (таких как панели медицинского оборудования и внутренние панели лифтов).