有機(jī)無機(jī)復(fù)合硅氧烷防腐涂層的制備與性能研究.pdf

1、金屬材料因其優(yōu)異的性能而被廣泛的應(yīng)用，但在使用過程中，金屬易受到周邊環(huán)境的影響發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致其性能壽命下降。因此，金屬的防腐研究受到了各國的重視。目前，人們采用電化學(xué)保護(hù)、表面涂層、新型合金等多種技術(shù)來防止金屬腐蝕的發(fā)生。其中，防腐涂層是最有效、最常用的方法之一。
　　有機(jī)聚硅氧烷涂層是由有機(jī)硅氧烷前驅(qū)體通過一定條件下的水解聚合反應(yīng)形成的，以Si-O-Si無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為骨架的一種涂層材料。其既具有豐富的硅羥基(Si-OH)，可與金

2、屬表面羥基發(fā)生縮合形成共價鍵;又帶有與Si相連的有機(jī)基團(tuán)(甲基(-CH3)、乙基(-C2H5)、丙基(-C3H7)等），與防腐涂層的面漆具有很好的相容性;同時由于Si-O鍵的高鍵能以及長鍵長，涂層環(huán)保、無毒、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱、耐候性遠(yuǎn)優(yōu)于其他防腐材料，因而，作為一種性能優(yōu)良的防腐涂層材料，有機(jī)聚硅氧烷涂層具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，單純的有機(jī)硅氧烷涂層受到涂層厚度的限制，目前僅作為防腐涂層體系的預(yù)處理層被使用，很少有研究報道將其單獨(dú)作為防

3、腐涂層進(jìn)行研究。
　　本文首先綜述了硅氧烷涂層的研究現(xiàn)狀，然后以有機(jī)硅氧烷為主要前驅(qū)體，以氧化物溶膠（氧化硅、氧化鋁溶膠）為納米無機(jī)增強(qiáng)相，通過溶膠凝膠納米復(fù)合工藝對納米氧化物表面進(jìn)行有機(jī)改性后制備有機(jī)無機(jī)復(fù)合硅氧烷防腐涂層，并在鋁基板表面應(yīng)用。本文從前驅(qū)體種類、納米溶膠、溶膠凝膠納米復(fù)合工藝參數(shù)等方面考察了有機(jī)無機(jī)復(fù)合硅氧烷防腐涂層鍍膜液制備過程中的各影響因素對涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響;并在此基礎(chǔ)上研究了常溫固化有機(jī)無機(jī)復(fù)合硅氧烷涂

4、層體系和涂層的自修復(fù)性能。具體研究結(jié)果如下:
　　1)考察了前驅(qū)體種類和比例、催化劑種類和用量、反應(yīng)溫度和時間、固化溫度和時間等對硅溶膠改性硅氧烷涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響，并優(yōu)選了具有最優(yōu)綜合性能的制備條件和固化方式;以29SiNMR、FTIR、GPC、TG-DTA等研究了MTMS在酸性硅溶膠中的水解聚合反應(yīng)機(jī)理及涂層固化過程，測試結(jié)果表明溶膠中最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)以T2、T3為主，分子量及其分布隨反應(yīng)時間和溫度的提高而增大，涂層具有良好的耐

5、熱性能、防腐性能和力學(xué)性能;
　　2)制備了硅鋁溶膠復(fù)合硅氧烷涂層，以XPS、FTIR等研究了鋁溶膠的加入對涂層結(jié)構(gòu)的影響，考察了鋁溶膠含量和固化溫度等涂層性能和結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)適量鋁溶膠的加入使涂層的綜合性能得以提高，并在此基礎(chǔ)上獲得了高硬高耐磨的涂料;
　　3)通過KH560和MTMS在硅溶膠共水解，以TEPA作為固化劑，制備了常溫固化涂層，考察了固化劑種類和用量對涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響，加入0.5w.t.％TEPA的涂層