Гидрофобный диоксид кремния марка HB-630

HIFULL® HB-630 – пирогенный (фумированный) диоксид кремния с гидрофобной поверхностью, модифицированной гексаметилдисилазаном (HMDS). По химии поверхности HB-630 относится к той же группе, что и HB-620: оба продукта несут на поверхности триметилсилильные группы (-Si(CH₃)₃). Принципиальное отличие – в исходном сырье: базой для HB-630 служит пирогенный кремнезём с удельной поверхностью около 300 м²/г, тогда как в основе HB-620 лежит материал с ~200 м²/г. После обработки HMDS итоговая поверхность HB-630 составляет около 260 м²/г – это один из наиболее высокоактивных гидрофобных пирогенных кремнезёмов в серии.

Размер первичных частиц – около 7–9 нм, что заметно меньше, чем у HB-620 (~12 нм). Меньший размер частиц при одинаковой массовой доле означает более высокую суммарную площадь контакта с матрицей и более плотную сеть межчастичных взаимодействий. Материал выпускается в виде лёгкого белого ультрадисперсного порошка.

CAS-номера:

1. 68909-20-6 – синтетический аморфный диоксид кремния, обработанный HMDS
2. 112945-52-5 – базовый пирогенный диоксид кремния

Производство и химия поверхности

Производство HB-630 проходит в два этапа. На первом методом высокотемпературного гидролиза тетрахлорида кремния (SiCl₄) в водородно-кислородном пламени получают гидрофильный пирогенный кремнезём марки HL-300 с удельной поверхностью ~300 м²/г и средним размером первичных частиц около 7–9 нм. Чем выше удельная поверхность исходного материала, тем меньше средний размер первичных частиц и тем выше концентрация силанольных групп (-Si-OH) на единицу объёма.

На втором этапе полученный порошок обрабатывается гексаметилдисилазаном – (CH₃)₃Si-NH-Si(CH₃)₃. HMDS реагирует с поверхностными силанольными группами, прививая к ним триметилсилильные фрагменты (-Si(CH₃)₃). За счёт высокой исходной концентрации -Si-OH и развитой поверхности степень экранирования у HB-630 высокая, однако полностью нейтрализовать все силанольные группы при столь высокой поверхности сложнее, чем у марок с меньшей площадью. Это отражается в несколько более высоком содержании углерода и несколько более заметной остаточной активности поверхности по сравнению с HB-620.

Продукт полностью аморфный: кристаллических форм диоксида кремния (кварц, кристобалит, тридимит) нет. 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.

Сравнительная характеристика

Диоксид кремния HB-620 и HB-630 используют HMDS-обработку, однако отличаются по ключевым параметрам, которые определяют их поведение в составах:

HB-630 обеспечивает более выраженное загущение при меньшей концентрации в составе. Это имеет практическое значение там, где высокое содержание наполнителя нежелательно — например, в оптически прозрачных смолах или высоконаполненных системах с ограниченным запасом вязкости.

Функции в составах

• Тиксотропия и загущение. Частицы HB-630 образуют трёхмерную сеть водородных связей в неполярных и слабополярных средах. Система резко увеличивает вязкость в покое и снижает её при механическом воздействии – этот процесс обратим. Из-за малого размера частиц и высокой удельной поверхности сеть формируется эффективнее, чем у HB-620, при той же массовой доле.
• Антиседиментация. Структурированная сетка удерживает пигменты и тяжёлые наполнители во взвешенном состоянии при хранении, предотвращает расслоение состава.
• Армирование эластомеров. В силиконовых каучуках и органических резинах HB-630 повышает прочность на разрыв, сопротивление раздиру и твёрдость вулканизата. Малый размер частиц обеспечивает развитую поверхность контакта с полимерными цепями.
• Улучшение сыпучести порошков. Частицы осаждаются на поверхности более крупных частиц, снижают их взаимное сцепление и слёживание при хранении и транспортировке.

Области применения

• Силиконовые системы. HB-630 широко применяется в RTV-1 и RTV-2 силиконовых компаундах, герметиках, заливочных и формовочных силиконах. Химически близкие к полимерной матрице триметилсилильные группы на поверхности частиц обеспечивают хорошую совместимость без специальных диспергирующих добавок.
• Эпоксидные составы и клеи. Вводится в эпоксидные смолы для придания тиксотропии: нанесённый состав не стекает с вертикальных поверхностей, шов сохраняет форму до отверждения.
• Полиуретановые системы. Используется в полиуретановых герметиках, клеях и покрытиях в качестве загустителя и агента, предотвращающего расслоение компонентов при хранении.
• Лакокрасочные материалы. Вводится в алкидные, полиэфирные и другие органорастворимые лаки и эмали для регулирования вязкости, антиседиментации пигментов и улучшения нанесения.
• Порошковые составы и таблетирование. Применяется как агент сыпучести в тонкодисперсных порошках, фармацевтических субстанциях, пищевых добавках и косметических пудрах. Снижает угол откоса порошковой массы и предотвращает слёживание при хранении.

Упаковка, хранение, транспортировка

Продукт поставляется в крафт-мешках по 10 кг. Хранить в сухом, хорошо вентилируемом помещении, защищённом от прямого воздействия влаги. При контакте с водой гидрофобная поверхность частиц замедляет их смачивание, однако длительное воздействие влажной среды нежелательно. Материал не является опасным грузом по стандартам перевозки, не горит, химически инертен при нормальных условиях хранения. При работе с порошком рекомендуется использовать средства защиты органов дыхания (респиратор класса FFP2 или выше) во избежание вдыхания ультрадисперсной пыли.