無溶劑丙烯酸酯改性聚硅氧烷-納米粒子復合涂料.pdf

1、以鋼鐵為代表的金屬在各行各業(yè)廣泛的應用，但一般金屬材料都有容易被腐蝕的問題，使用有機涂料是解決金屬腐蝕問題的重要途徑之一。有機硅樹脂具有優(yōu)良的耐高溫性及耐候性，并且很合適做高固體分含量的涂料。但純有機硅氧烷樹脂對有機底漆附著力差，耐溶劑性差，且漆膜較脆，價格也較貴。使用其它有機樹脂來改性有機硅樹脂，可以改善有機硅樹脂的附著力、固化性能等,同時還保持有機硅樹脂良好的耐熱性、耐候性等，使之更適合于涂料應用的需要。本文采用含有烷氧基端基的低分

2、子量甲基苯基有機硅氧烷樹脂為主體，以不同種類的丙烯酸酯單體和低聚物為改性劑，以硅烷偶聯(lián)劑為固化劑，有機納米粘土、納米二氧化硅、石墨烯為填料制備了一系列新型的無溶劑納米復合涂料。主要研究內容如下：
　?。?）通過用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（(EO)3-TMPTA）、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA）多官能團丙烯酸酯改

3、性有機硅氧烷樹脂。測試了經過改性后的樹脂漆膜的基本性能，發(fā)現(xiàn)漆膜的鉛筆硬度都達到了3H以上，附著力都達到了1級以上。漆膜的交聯(lián)固化程度都比較高，但是表干時間比較長達到了5h。漆膜的耐老化性能比較優(yōu)異。漆膜的玻璃化轉變溫度都在室溫左右，硬度和韌性可以很好的平衡。
　?。?）通過加入不同含量的鈦催化劑、硝酸鈣、硝酸鋅、硝酸鎂、硝酸鋁作為催化劑，使用到丙烯酸酯改性硅氧烷涂料中，對其表干時間及性能的影響進行研究。在配方中添加輔助催干劑氯化

4、銨和對甲苯磺酸來進一步縮短涂料的表干時間，并且測定了漆膜的性能。在選用的所有催化劑中，Tyzor DC催化清漆潮氣成膜的效果最明顯，可有效的降低清漆的表干時間。加入對甲苯磺酸到已經添加Tyzor DC的清漆體系中，測試漆膜的表干時間，發(fā)現(xiàn)都縮短到5h之內。在涂料中添加催化劑，對漆膜的基本性能沒有特別明顯的影響。在Tyzor DC含量1.3％，對甲苯磺酸含量1％時，表干時間比較短而且綜合性能最優(yōu)異。
　　（3）通過把納米粘土、納米二

5、氧化硅以及石墨烯納米粒子添加到丙烯酸酯改性聚硅氧烷無溶劑涂料中，研究了這三種納米粒子對涂料性能的影響。研究表明，當加入1％的納米粘土時漆膜的正沖達到50 cm,反沖達到45 cm。X-射線衍射（XRD）測試表明有機粘土片層已經剝離成厚度為數(shù)納米，長度為數(shù)百納米的單片狀分散在樹脂基體中。拉伸強度和動態(tài)熱機械掃描（DMA）測試表明，復合涂層材料的強度和玻璃化轉變溫度相對于純樹脂基體都有一定程度提高。鹽水浸泡實驗表明，1％和3％納米粘土含量復

6、合涂層的抗腐蝕能力得到提高。當加入1％的納米二氧化硅時漆膜的抗沖擊強度達到50 cm。掃描電子顯微鏡（SEM）測試表明，當納米二氧化硅的含量為1％~3％時，納米顆粒能均勻的分散在基體樹脂中。拉伸強度和DMA測試表明，復合涂層材料的強度和玻璃化轉變溫度相對于基體樹脂都有一定程度提高。耐紫外老化實驗表明，加入納米二氧化硅的漆膜都具有良好的耐紫外老化性能。鹽水浸泡實驗表明，1％和3％納米二氧化硅含量復合涂層的抗腐蝕能力得到提高。當加入3％的石