اتیل سیلیکات

اصطلاح Inorganic Zinc Silicate Paint برای رنگ (استری) برپایه اتیل سیلیکات، اصطلاحی متداول و جا افتاده برای این سیستم نوع فیلم خشک و سخت شده را اعلام میکند. فیلم ساز (رزین) این سیستم یک ترکیب آلی و کم وبیش اولیگومری است که پس از اِعمال با (گرد) فلز روی و رطوبت واکنش کرده و(در محل اعمال شده) پس از پایان واکنش های شیمیایی یک فیلم صد در صد غیر آلی متشکل از سیلیسیم دی اکسید، زینک سیلیکات و مقداری آهن سیلیکات ایجاد می کند.

سیلیسیم (Si) و کربن (C) هر دو در گروه 4از جدول تناوبی عناصر قرار دارند با این تفاوت که کربن دی اکسید در شرایط متعارف یک گاز و سیلیسیم دی اکسید یه ماده جامد است. علت این تفاوت در این است که Co₂ یک ترکیب مونومر و (SiO₂)x یک پلیمر است، یک پلیمر غیرآلی. تترا اتیل سیلیکات، ترکیب برای فیلم ساز اتیل سیلیکات حاصل واکنشی است بین سیلیسیم تتراکلرید و اتانل، همین واکنش در مورد کربن تتراکلرید با اتانل قابل تصور است، منتها با محصولی متفاوت، در این جا کربن دی اکسید.

تترا اتیل اورتوسیلیکات (TES 28) یک استر است، استر اورتوسیلیکات اسید با اتانل. در کارخانه سازنده (رزین) این استر به صورت محدود و هدف دار هیدرولیز می شود تا محصولی اولیگومری.(از شرکت واکر Wacker تحت عنوان TES 40 )

بدیهی است ه در صورت هیدرولیز کامل تترا اتیل اورتوسیلیکات، محصول چیزی جز سیلیسیم اکسید نخواهد بود.

ساخت رنگ ( آستری )

تا اینجای کار در کارخانه سازنده رزین انجام می شود. اکنون می بایست محصول خریداری شده توسط کارخانه رنگ سازی نیز مراحل را طی کند که بر خلاف آنچه که در مورد سایر رزین ها که پروسه های کاملا ً فیزیکی است، پروسه ای شیمیایی می باشد. تحت عنوان آماده سازی رزین و قابل استفاده نمودن آن به عنوان فیلم ساز.

اِعمال و سخت شدن

محصول هیدرولیز شده از ماده (اولیه) دریافت شده از سازنده (مانند واکر) نقش فیلم ساز را داشته و به عنوان جزء A به همراه پودر روی (به عنوان جزء B) به کارگاه اعمال آستری اتیل سیلیکات ارسال می گردد. جزء A در بخش انتهایی تصویر ساختار مشاهده می گردد که دو گروه عاملی هیدروکسیل (OH) و اتیل استر (-OC₂H₅) یک در میان به سیلیسیم متصل است. در کنار این دو گروه (عامل) وجود پودر فلز روی، (زیرآیند) فولادی و کم و بیش مقداری فلز روی و آهن یونیزه شده برای پیش رفتن واکنش های منتهی به فیلم سخت (شده) از الزامات کار است.

آستری زینک ریچ اتیل سیلیکات

برای انجام شدن واکنش های الزامی سخت شدن می بایست از کوتاه زمانی قبل اِعمال موجود باشند:

1-گروه های Si-OH

2-گروه های Si-OC₂H₅

3-(Zn,Zn²⁺ , Fe,Fe²⁺)

در صورت فقدان هریک از ردیف ها سخت شدن فیلم با مشکلاتی همراه خواهد بود.

مکانیزم سخت شدن

اولین مرحله پس از اعمال رنگ تبخیر بخش قابل ملاحظه ای از حلال های موجود در رنگ و همزمان یا با کمی تأخیر جذب رطوبت از محیط است. نتیجه این عمل ادامه هیدرولیز اتیل سیلیکات بوده و هیدرولیز تا زمانی که گروههای استری (OR-) وجود دارد ادامه می یابد. به موازات آن گروه های سیلانول (Si-OH-) ایجاد شده از سه طریق وارد واکنش می شوند:

1-ترکیب با یکدیگر طی واکنش تراکمی و خروج آب

2-ترکیب با گرد روی و ایجاد اتصالهایی از نوع (Si-O-Zn)

3-ترکیب با سطح زیر کار (فلز یا بتن)

توضیحات تکمیلی

◄ وجود گروههای –Si-OH جهت آغاز (سریع) واکنش ها پس از اعمال حیاتی است

◄ وجود گروههای –Si-OC₂H₅ جهت واکنش با آب و ایجاد گروه های –Si-OH الزامی است

◄ در صورت پیش هیدرولیز یا هیدرولیز محدود در کارخانه سازنده رنگ به میزان بیش از اندازه خطر ژل شدن در طول زمان نگهداری وجود دارد.

◄در صورت پیش هیدرولیز یا هیدرولیز محدود در کارخانه سازنده رنگ به میزان نا کافی، واکنش های سخت شدن با کاهش سرعت مواجه خواهد بود.

◄ در صورت استفاده از حلالهای دیگر می بایست با آب قابل اختلاط باشند.

◄ افزودن کمی متانول و یا اتیل گلیکول تأثیر مثبت روی سرعت سخت شدن دارند.

◄ افزودن ایزوپروپانول یا بوتانول باعث کاهش سرعت سخت شدن می باشد.

◄ طولانی شدن زمان نگهداری در انبار می تواند یا باعث ژل شدن و یا حداقل کاهش ویژگی های لازم در زمان اعمال گردد.

◄ افزودن مقدار کمی میکا از ترک خوردگی احتمالی فیلم می کاهد.