Что такое "жидкое стекло" для авто

Автомойки и детейлинг-центры активно используют “жидкие стекла” и “керамики” для защиты кузова автомобилей. Искусная работа и качественные материалы дают хороший результат. Клиенты с удовольствием заказывают такие покрытия, а мастера и автокомплекс прилично зарабатывают. Для 99% детейлинг-центров это основная услуга.

“Жидкое стекло” (ЖС) — это вид защитных составов для лакокрасочных покрытий (ЛКП). Обработанная ЖС поверхность приобретает блеск, стойкость к повреждениям, способность легко очищаться и другие полезные свойства.

Так сложилось, что производители и потребители называют “жидким стеклом” составы с заявленной твердостью 7H по шкале Мооса, а “керамикой” — 9H. На самом деле, основа у этих составов одна, а стойкость и прочность покрытия повышают, добавляя дополнительные компоненты. С точки зрения химика, значимой разницы между “стеклом” и “керамикой” нет: усовершенствовали стекло — назвали его керамикой. Стекла нового поколения будут лучше, чем керамики предыдущего, и эта игра слов будет продолжаться.

Из чего делают

Основу ЖС составляют силиконовые полимеры: модифицированные полисилоксаны и полисилазаны, либо их комбинации. Другие полимеры не используют, т.к. они не отвечают специальным требованиям.

Полимерная пленка должна быть прочной, эластичной и хорошо пропускать свет. Полимеризация (“сшивка” полимера, образование единой цепочки из звеньев) должна происходить продольно и поперечно — в этом случае образуется прочная сетчатая структура покрытия. Полимер не должен вступать в реакцию с материалами ЛКП — сцепление происходит за счет сил взаимного электростатического притяжения.

Часто говорят, что основой “жидкого стекла” служит диоксид кремния (SiO₂). Это не так. В готовых продуктах диоксид кремния присутствует не всегда — только как добавка. Если мы говорим о полимере, то не в виде SiO₂.

Основа полимера (“скелет”, ствол) образована общей для всех силиконов полисилоксановой цепью, которая состоит из чередующихся атомов кремния и кислорода: Si-O-Si-O-Si…O-Si. Такие полимеры называются силоксанами — от слов СИЛициум (кремний) и ОКСигениум (кислород). Если вместо кислорода находится азот, то такой полимер называют СИЛАЗаном.

Скелет полимера жидкого стекла

От основной цепи, как правило, идут ответвления. Они содержат атомы, отличные от атомов, которые входят в состав скелета. Их называют гетероатомами. Ответвления бывают разные по длине и составу “висящих” на них гетероатомов. Совокупность гетероатомов с видом основной цепи обусловливает различие свойств полимеров. Таким образом, полимеров бывает огромное количество, и все они обладают индивидуальными свойствами.

Часто в “жидкие стекла” добавляют дополнительные компоненты в виде частиц размером 10^-9 метров (наночастицы). Обычно это оксиды и карбиды кварца, реже — бора и алюминия. Они увеличивают стойкость покрытия и улучшают его оптические свойства.

Как наносят

Алгоритм нанесения для всех покрытий одинаковый: распределение, закрепление и полимеризация.

Распределение. Способ и техника распределения состава на поверхности ЛКП зависит от конкретного продукта. Обычно “жидкое стекло” наносят аппликатором. Иногда используют аэрограф. Индивидуальные особенности работы с покрытием производитель указывает в инструкции.

Закрепление. На этом этапе происходит адгезия — образование межмолекулярных связей “стекла” и лакокрасочного покрытия за счет сил взаимного электростатического притяжения.

Полимеризация. Инициируется разными факторами — от ультрафиолетового или инфракрасного излучения до специальных отвердителей (полимеризаторов) или воды. Предпочтительный способ отверждения зависит от основы полимера. Производитель указывает его в инструкции.

Что получается

После отверждения полимера образуется пленка толщиной от нескольких нано- до нескольких микрометров, с высокими защитными и оптическими свойствами...

Стойкость к царапинам. Покрытие обладает стойкостью к царапинам и истиранию. Вряд ли оно защитит от гвоздя или толстой ветки. Но от мелких царапин и потертостей ЖС защищает надежно. Это происходит за счет твердости покрытия и уменьшения силы трения скольжения: царапающие предметы и абразивные частицы скользят по поверхности как по смазке.

Защита от химического воздействия. Покрытие защищает поверхность от атмосферного и биологического воздействия: птичий помет, клей от почек, кислотные дожди или снег разрушают ЛКП, а солнечный свет способствует его выгоранию.

Оптические свойства. Покрытие имеет высокий показатель преломления, высокие прозрачность и дисперсию показателя преломления. Как следствие — высокий блеск.

Покрытие придает ЛКП типа “металлик” эффект глубины цвета. Это происходит за счет увеличения пропускания до 98-99% света через слой прозрачного лака путем уменьшения отраженного от поверхности лака светового потока. Проще говоря, покрытие хорошо проводит свет, отражая ничтожную его часть. Для формирования такого слоя применяют фторпроизводные полисилазаны с асимметрично расположенными молекулами. Вот она — причина использования многослойных покрытий — “пирогов”.

Гидрофобность и гидрофильность. Эти свойства определяет природа и строение полимера. А выбор зависит от поставленных задач.

Гидрофобность — это свойство молекул “избегать” контакта с водой. Гидрофобная поверхность обладает высоким значением краевого угла смачивания. Вода собирается в капли и скатывается вместе с грязью. Машина дольше остается чистой.

Бывают покрытия, которые делают поверхность не гидрофобной, а гидрофильной. В этом случае вода стремится распределиться единой пленкой по всей поверхности ЛКП. Она испаряется равномерно и не оставляет разводов от высохших капель.

Гидрофобная поверхность травы

Стойкость к загрязнениям. Покрытие имеет низкую шероховатость. Это осложняет адгезию (прилипание) загрязнений.

Антистатичность. Материал покрытия имеет низкое удельное объемное сопротивление, т.е. пыль не притягивается электростатически. Пыль садится, но так же легко и слетает.

Почему составы дорогие

Пузырек хорошего “жидкого стекла” стоит 5, 10 и больше тысяч рублей. Всех интересует — почему!

Производство силиконов — сравнительно молодая технология. Сырье для производства силиконов менее доступно, чем, например, полимеры на основе углеводородов. Поэтому силиконы более дорогие, чем их «углеродные собратья».

Модифицированные силиконовые полимеры — вообще относительно новая область производства. Компаний-производителей таких веществ — единицы на весь мир: Merck (Германия), DNF (Ю. Корея), Kion (США).