水性納米復(fù)合涂料的制備及其耐刮傷性研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂涂料是涂料的一個重要品種,因其優(yōu)異的性能(耐化學(xué)性、附著力、耐腐蝕等)在涂料中得到了廣泛的應(yīng)用。然而,由于其固化過程中產(chǎn)生高度交聯(lián),使分子鏈間活動能力小,因而脆性較大,耐刮傷性不好。隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的提高,涂料的保護和裝飾作用越來越受到涂料廠商和消費者的重視。汽車、地板、家具等物件表面的涂層在使用過程中容易受到沙石、洗滌或人為刮擦而損傷,導(dǎo)致失光、劃痕,影響涂膜美觀,因而,開發(fā)高光澤、高透明的耐刮傷涂料,使其應(yīng)用于汽車

2、、家具及其它需要提供耐刮傷性的領(lǐng)域,具有十分重要的應(yīng)用價值。
　　 提高耐刮傷性最有效也最常用的方法就是添加納米無機粒子。在眾多的納米粒子中,由于二氧化硅具有一定的硬度和低折射率的特性,常被用于制備透明的耐刮傷性涂料。在已有關(guān)于耐刮傷研究的報道中,幾乎所有的環(huán)氧/二氧化硅復(fù)合涂料都是針對溶劑性體系。然而,隨著環(huán)境法規(guī)的限制日益苛刻,發(fā)展水性涂料已是大勢所趨,近年來針對水性環(huán)氧涂料的開發(fā)也進展迅速,如何改善水性環(huán)氧的耐磨耐刮傷性已

3、成為一個重要的課題。
　　 本論文利用無機納米粒子的增強增韌作用,將其加入水性環(huán)氧清漆中,在提高涂層耐刮傷性的同時保持較高的光澤和透明性。首先,選擇市場上不同類型的納米SiO2和Al2O3作為候選改性劑,通過共混法制備水性環(huán)氧納米復(fù)合清漆,并利用多指刮傷儀、自動劃傷儀、光澤計以及紫外可見分光光度計考察了涂層的所需性能。結(jié)果表明,ST-C型納米SiO2溶膠不僅對耐刮傷性有一定的增強作用,同時對光學(xué)性能影響較小。
　　 然后

4、,利用γ-(2,3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)對ST-C型SiO2在乙醇和水的混合液中進行表面改性。紅外光譜和熱失重分析表明,SiO2粒子表面有效接枝GPTMS,同時在水相中具有良好的分散性。改性后的SiO2對環(huán)氧清漆的耐刮傷性提高更為顯著,且對涂層的透明性及光澤影響更小。我們進一步研究了納米SiO2及GPTMS用量對涂層所需性能的影響,結(jié)果顯示,SiO2用量為2％,GPTMS用量(占SiO2質(zhì)量比)為30％時,所制備的