納米無機-有機硅雜化UV涂料的研制.pdf

1、傳統(tǒng)雜化方法主要是通過偶聯(lián)劑對無機納米粒子進(jìn)行包覆改性，利用偶聯(lián)劑的兩性化學(xué)結(jié)構(gòu)，使改性后的無機粒子更容易分散到有機相中，并通過偶聯(lián)劑中的有機結(jié)構(gòu)與有機相纏繞在一起。通常偶聯(lián)劑不與有機相主體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)涂層磨損到一定程度時候，包覆改性的無機粒子會加速從涂膜中抽離脫落。針對這一問題，本文合成一種可UV固化的新型雜化材料。首先通過雜化方法制備了可UV固化的無機有機雜化低聚物，再利用UV固化技術(shù)，將UV固化樹脂和無機有機雜化低聚物交聯(lián)固化

2、，從而使有機相和無機相以化學(xué)鍵結(jié)合，形成“二次雜化”，并且由于雜化材料的加入，增強了涂料涂膜的耐磨、耐溫和硬度等性能。 本文以四氯化硅、甲基丙烯酸β羥基乙酯、苯基三氯硅烷、基苯基二氯硅烷和納米二氧化硅為主要原料合成了一種新型聚丙烯酰氧基β羥乙基硅氧烷／納米SiO2雜化材料。雜化材料與環(huán)氧丙烯酸樹脂和脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂進(jìn)行復(fù)配制備了UV固化雜化涂料，并對新型雜化材料對涂層的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能進(jìn)行測試。主要研究內(nèi)容包括：

3、 (1)對聚丙烯酰氧基硅烷的合成路線進(jìn)行了探索研究，制定了氯硅烷共水解縮聚法制備聚丙烯酰氧基硅烷的合成路線，并對其產(chǎn)物進(jìn)行了紅外光譜表征，紅外譜圖上出現(xiàn)明顯的Si-O-C鍵和Si-O-Si(線性聚硅氧烷)鍵特征振動峰，表明可能生成了有機硅鏈，間接證明合成產(chǎn)物中可能成功引入碳碳雙鍵，使聚硅氧烷的具有了光固化的活性。進(jìn)一步對合成物料配比，反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化。以二甲苯乙醚混合液為溶劑，水解溫度控制在60～70℃之間，n(苯基丙烯酰氧基二氯硅烷)

4、：n(PhCH3SiCl2)：n(二丙烯酰氧基二氯硅烷)=1：7.5：5，GZJ用量為1.5％，n(H2O)．nCl=0.9：1，產(chǎn)物置陰暗處靜止一周未發(fā)生凝膠或交聯(lián)現(xiàn)象，粘度沒有明顯變化，粘度為198mpa·s。 (2)對聚丙烯酰氧基硅烷與納米二氧化硅雜化制備的雜化機理進(jìn)行了探討；考察了聚丙烯酰氧基硅烷與納米二氧化硅以不同比例雜化得到的雜化材料對涂膜耐磨性能、附著力和固化時間的影響，聚丙烯酰氧基硅烷與納米二氧化硅的最佳雜化比例

5、(質(zhì)量比)為11：2；通過IR、SEM、TG等檢測手段對雜化材料進(jìn)行表征。從化學(xué)結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)推測了雜化材料在耐磨性、抗沖擊性能方面的優(yōu)勢。 (3)考察了雜化材料對涂層的附著力、硬度、耐磨性、耐溫性及抗沖擊性的影響，確定雜化材料在復(fù)合涂料體系中的最佳加入量為17wt％，耐磨性能提高45.5％，硬度為3H，附著力為1級，抗沖擊性為50kg·cm；從化學(xué)鍵及微觀結(jié)構(gòu)特性解釋了雜化材料提高涂層的附著力、硬度、耐磨性、耐溫性及抗沖擊性的