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涂料技术

研究高耐候性聚硅氧烷涂料的制备

时间:2011-11-23 16:05:13 来源: 作者:孙慧 点击:
聚硅氧烷是以Si-O-Si键为主链的聚合物,通常也称作有机硅树脂。硅氧键的键能达460kJ/mol,高于太阳光中的紫外线能量(315~415kJ/mol),因此,聚硅氧烷具有突出的耐紫外线分解能力。硅氧键还具有很好的热稳定性和耐化学腐蚀性。聚硅氧烷的亲水/疏水特性、软硬度、热稳定性、化学反应活性等性能还可通过改变侧基基团来调节[1],从而大大拓展了其应用场合。在涂料领域,聚硅氧烷主要有以下3方面应用:第一,耐高温有机硅涂料,已有较成熟的实际应用;第二,聚硅氧烷改性丙烯酸树脂环氧树脂、聚氨酯树脂等传统涂料树脂,以提高涂料的耐候性、耐沾污性、热稳定性等性能,相关研究在文献中有大量报道[2-4];第三,以聚硅氧烷为主成膜物质的改性聚硅氧烷涂料。该涂料具有与氟碳涂料相当的耐候性、耐盐雾性,在环保性、光泽、施工性方面又优于氟碳涂料,是氟碳涂料的理想替代品,成为近年来高性能钢结构防腐面的新宠,引起我国涂料科研单位和企业的广泛关注[5-6]。

在国外,第一代改性聚硅氧烷涂料为环氧聚硅氧烷涂料,1994年在美国推向市场,其后又开发了第二代丙烯酸聚硅氧烷涂料,如国际的Interfine878和Interfine979[7-8]。在我国,常州涂料化工研究院采用低玻璃化温度的丙烯酸树脂改性聚硅氧烷制备了聚硅氧烷涂料[9],尚未见其他单位有关于聚硅氧烷涂料的研究报道。

1实验部分

1.1原材料

改性聚硅氧烷树脂(818C,硅含量13.5%),上海华荣化工有限公司;氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),上海耀华玻璃厂;二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺(ZH1170),浙江化工研究院;N-环己基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(HD-104),杭州大地化工有限公司;复配氨基硅烷固化剂,自制;钛白粉(R210),德国萨哈立本公司;滑石粉,江苏柏鹤涂料公司;BYK307,毕克公司

1.2涂料配制

按表1的配方依次称量组分A中的各组分,用搅拌分散多功能机(上海现代环境工程技术有限公司)在1000r/min转速下高速搅拌30min,静置一段时间消泡后,再按表1的配比加入氨基硅烷固化剂,搅拌均匀。用线棒(120#)或喷涂方式将涂料直接涂覆在马口铁上。在制备用于测试抗冲击性和附着力的涂层试样时,马口铁先用20#砂纸打磨,然后用丙酮擦拭。所有涂层在室温下干燥1周后进行性能测试。

表1 双组分聚硅氧烷涂料配方
 
1.3性能测试

采用雾影-光泽仪(BYK-Gardner公司)测试涂层的60°光泽,测定2块样板,取平均值;采用抗冲击仪(上海现代环境工程技术有限公司)测试涂层的抗冲击性;采用中华铅笔测试涂层的铅笔硬度;采用划圈法附着力测试仪测定涂层的附着力;用丙酮擦拭涂层200次,评定涂层的耐溶剂性。

用QUV人工加速老化仪(型号:QUV/Se,美国Q-Panel公司)进行耐候性测试,选用340nm紫外灯,测试循环:50℃下紫外灯辐照8h,辐照强度0.68W/m2,40℃下冷凝4h。定期测定涂料样板的光泽(雾影光泽仪测定)和色差(ΔE,由CM-700d便携式分光测色计测定),其中失光率按下式计算:

失光率计算公式

式中G0、Gt分别代表老化前和老化时间t时涂层的光泽。

用盐雾试验箱(型号:FQY025,上海实验仪器厂)进行涂层耐盐雾测试,盐水浓度5.0%,试验温度35℃。目测观察涂层表面的变化。

 
关键词: 研究
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