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矽溶膠&有機矽用於改性丙烯酸樹脂複合材料製備
更新時間: 2020-07-23 瀏覽次數:

丙烯酸樹脂具有成膜性 、保色性好 ,光澤高 ,粘結性能優異等優勢 ,丙烯酸樹脂塗料有優良的耐候 、耐汙染和耐溶劑性 ,應用廣泛 ;但存在硬度偏低 、附著力差 、機械強度不好和熱穩定性欠佳等缺陷 ,限製了進一步應用,通過其進行改性可以改善相關性能 。矽溶膠是矽酸多分子聚合物的膠體溶液 ,具有無毒 、硬度高 、機械強度好 、耐熱性佳等特點 ,但它是親水的無機相 ,很難直接與有機單體發生作用 ,同時它存在塗膜易龜裂等缺點 。有機矽中的矽烷偶聯劑是一類分子中同時含有兩種不同化學性質的基團的矽烷 ,其中含有矽氧烷鍵的一端很容易與矽溶膠表麵作用 ,通過有機矽的架橋作用 ,可以將無機相的矽溶膠接枝到丙烯酸樹脂上 ,製備出無機-有機改性丙烯酸樹脂複合材料 ,提高丙烯酸樹脂的硬度 、附著力 、耐衝擊力等性能 。

選擇有機矽γ−甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基矽烷(KH570) 為偶聯劑時 ,可以得到的性能穩定得複合材料 。有機矽 KH570 中含有不飽和的 C═C 雙鍵 ,在聚合反應過程中雙鍵易打開 ,參與到丙烯酸及其酯類單體的自由基聚合過程中 ,從而連接到丙烯酸樹脂分子鏈上 。同時 ,有機矽另一端的烷氧基發生水解反應 ,形成的矽羥基與矽溶膠粒子表麵的羥基脫水縮合 ,使矽溶膠通過有機矽連接到丙烯酸樹脂分子鏈上 。

改性後的複合材料具有更好的分散性 ,因為矽溶膠通過 KH570 接枝到樹脂分子中 ,在矽溶膠粒子表麵形成有機吸附層 ,使矽溶膠能夠很均勻地分散在樹脂產品中 ,其分散性變好 。與改性前相比 ,樣品黏度和平均粒徑有所增大 ,其製備的塗膜的硬度和耐衝擊力增大 ,附著力變好 。

隨著有機矽KH570 添加量的增加 ,SSPA 的黏度先略減小然後逐漸增加 ;平均粒徑先減小後增加 。隨著有機矽KH570量的增加 ,SSPA塗膜的硬度沒有太大變化 ,塗膜的附著力逐漸變好 ,耐衝擊力先增大而後慢慢變小 。有機矽 KH570 的加入使得矽溶膠接枝到樹脂分子上 ,而無機矽溶膠的引入 ,使塗膜的耐衝擊力和附著力等機械性能有所提高 。

隨矽溶膠添加量的增加 ,塗膜的硬度先增加後趨於穩定 ,塗膜的附著力逐漸變好 ,塗膜的衝擊強度先增大後減小。這可能是因為矽溶膠屬於無機材料 ,具有較高的硬度 ,通過有機矽將納米矽溶膠引入丙烯酸樹脂中 ,實際上相當於提高了有機物中硬段的比例 ,使得塗膜的硬度和耐衝擊力有所增加 。但當矽溶膠過量時 ,過多的矽溶膠已經不能完全接枝到丙烯酸樹脂分子上 ,因此 ,硬度趨於穩定 。並且無機矽含量逐漸增多時 ,無機物易脆裂的特性會影響產品性能,因而耐衝擊性能下降 。而矽溶膠膠粒表麵被許多矽醇基(Si─OH)所覆蓋 ,極性較強 ,能與基材如鐵片表麵的極性基團很好地結合 ,從而提高塗膜的附著力 。


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