高耐磨性納米SiO-,2--聚丙烯酸酯復(fù)合涂層的制備及改性研究.pdf

1、由丙烯酸酯類單體通過共聚反應(yīng)合成的丙烯酸酯涂料具有良好的保光性、保色性、快干性、耐熱性、耐腐蝕性，在電子產(chǎn)品的外涂飾包裝市場(chǎng)占有很大的市場(chǎng)份額，此外在輕工、儀器儀表、建筑、塑料、造紙等行業(yè)均有廣泛的應(yīng)用。但是，丙烯酸酯涂料在實(shí)際應(yīng)用中，由于自身結(jié)構(gòu)的限制，仍存在一些不足之處，如硬度、耐磨性等方面不盡如人意。納米SiO2粒子具有硬度高、耐摩擦、耐腐蝕、耐酸性等許多優(yōu)異的性能。將納米SiO2與丙烯酸酯樹脂制成納米復(fù)合涂料，可提高涂層性能，擴(kuò)

2、大應(yīng)用范圍。 納米粒子的粒徑小，比表面積大，表面能和表面活性高，很容易聚集，從而影響了由其所制得的材料的質(zhì)量和性能。本文首先研究了硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米SiO2親油性的改性效果，結(jié)果表明經(jīng)改性的納米粒子均有較好的分散性和穩(wěn)定性，在偶聯(lián)劑含量為KH550為9％，KH560為11％，KH570為11％時(shí)，改性效果最佳。 以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯單體為原料，采用機(jī)械共混法和原位生成法制備納米SiO2/丙烯酸酯復(fù)合材料，研究了

3、復(fù)合材料在不同偶聯(lián)劑改性復(fù)合體系、納米粒子含量、工藝條件下的摩擦磨損性能，探討了納米粒子對(duì)復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響。 研究表明： (1)未改性的納米粒子對(duì)材料的摩擦磨損性能有“副作用”，改性后納米粒子的加入明顯改善了丙烯酸酯樹脂的磨損摩擦性能，有效的降低了材料的磨損率，改善了基體材料的嚴(yán)重粘著現(xiàn)象。 (2)復(fù)合材料的摩擦磨損性能隨納米粒子含量的增加先增強(qiáng)后減弱，在含量為3wt％時(shí)，達(dá)到最佳。 (3)在復(fù)

4、合材料的制備方法中發(fā)現(xiàn)，原位生成法要比機(jī)械共混的效果要好。最后探討了復(fù)合體系的摩擦磨損機(jī)理，提出在添加納米粒子后，材料的摩擦機(jī)理由以粘著磨損為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅チＤp為主。 對(duì)納米SiO2(經(jīng)偶聯(lián)劑KH570改性)/聚丙烯酸酯復(fù)合體系，進(jìn)一步制成涂層，詳細(xì)研究了納米粒子的加入量和加入方式對(duì)涂層硬度、附著力、耐醇性、熱穩(wěn)定性能以及耐磨性的影響。結(jié)果表明，在加入納米粒子后，納米復(fù)合涂料的附著力沒有受到影響，在硬度，耐醇性、熱穩(wěn)定性及耐磨性

5、上均有提高，且相對(duì)于共混法，原位法制備的性能較好。 另外通過分子設(shè)計(jì)，制備了含有環(huán)氧官能團(tuán)的丙烯酸酯樹脂組分，以偶聯(lián)劑KH550為固化劑，利用環(huán)氧基團(tuán)與氨基常溫下發(fā)生反應(yīng)的原理，制得了雙組分丙烯酸酯涂料。研究了此種雙組分涂料性能上隨環(huán)氧基團(tuán)含量增加的影響。結(jié)果表明：雙組分涂料漆膜表干和實(shí)干比較慢，附著力也隨著環(huán)氧基團(tuán)含量的上升而降低。但漆膜的硬度、耐磨性和耐醇性則較好，并隨著交聯(lián)程度的提高而逐漸增強(qiáng)。得出單體丙烯酸縮水甘油酯(含