李照磊 高延敏 李晓伟
(江苏科技大学材料科学与工程学院,江苏镇江212003)
摘要：用偶联剂6040对纳米SiO2表面进行了改性,并将改性后的SiO2加入到有机硅改性环氧丙烯酸酯中,制得光固化涂层。用XRD、FT-IR对改性后的纳米SiO2进行了表征;用SEM、EIS技术考察了填料改性对光固化涂层耐腐 蚀性能的影响。结果表明:改性后SiO2由晶态转变为非晶态;并且改性后SiO2的表面带有偶联剂的特征基团;填料改 性后在光固化涂层中的分散性良好,涂层耐腐蚀性大大提高。
关键词：纳米SiO2;耐腐蚀性;光固化涂料
中图分类号：TQ 630·7 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2009)01-0020-03
0 引 言
纳米粒子以其独特的物理、化学性能及常规材料所不具备的性质,使涂料产品的各种性能得到很大的提高。纳米填料在提高涂层耐腐蚀性方面的运用也引起了研究人员的注意。V N Nguyen,等[1]采用溶胶-凝胶方法制得有机-无机杂化丙烯酸/TiO2涂层,用阻抗方法讨论了该涂层的防腐蚀性能,发现所得的涂层具有优异的防腐蚀性能。
众所周知,团聚和与基体树脂的相容性是限制纳米填料应用的两个主要问题[2],而对纳米填料进行改性是解决上述 问题的关键。庞久寅,等[3]通过细乳液聚合方法制备了改性二氧化硅/丙烯酸酯杂化高分子乳液,发现对二氧化硅改性能提高该杂化高分子乳液的多项性能。本文用偶联剂6040对纳米SiO2进行了改性,并讨论了填料纳米SiO2的改性对涂层耐腐蚀性的影响。
1 实验部分
1·1 试剂及实验仪器
纳米SiO2:自制;偶联剂6040:分析纯,道康宁(中国)有限公司;磷酸:分析纯,上海威方精细化工有限公司;有机硅改性 环氧丙烯酸酯:自制;无水乙醇、三乙醇胺:分析纯,上海中试化工总公司;分散剂HX-5300、流平剂HX-5600、消泡剂HX -5030:化学纯,广州市华夏奔腾实业有限公司;活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三缩丙二醇二丙烯酸酯 (TPGDA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、光引发剂1173:化学纯,天津市天骄化工有限公司。
JSM - 6480扫描电子显微镜: JEOL公司; EG & G PARC283电化学综合测试系统,美国EG& G公司。
1·2 纳米SiO2的表面改性
按一定配比向四口烧瓶中加入无水乙醇溶液、偶联剂 6040、磷酸、纳米SiO2,调节电加热套温度为34℃,开搅拌器 开始搅拌。反应8h后倒出反应产物,将得到的反应产物静置陈化,研磨,无水乙醇清洗,离心机内离心分离,留取下层固体相。继续用无水乙醇清洗,离心机分离,反复上述操作5次。将得到的固体在80℃下烘干,并研磨,得到纯净的表面改性 纳米SiO2粉末。
1·3 改性纳米SiO2的测试与表征
采用岛津-6000型X射线衍射仪对改性纳米SiO2样品进 行了物相分析;并用FTS-2000型红外光谱仪对表面改性后 的纳米SiO2进行测试分析,在4 000~4 00 cm-1范围内摄谱。
1·4 填料改性光固化涂层的制备
按一定的配比将有机硅改性环氧丙烯酸酯、TMPTA、TPG DA、HEMA、三乙醇胺、分散剂、流平剂、消泡剂混合均匀。将上述混合体系分为两等份,分别加入SiO2纳米颗粒、表面改性 SiO2纳米颗粒。向上述两种体系中加入光引发剂1173,搅拌均匀。按GB/T1727—1992将制好的两种涂料分别均匀涂覆在准备好的马口铁片上,于光固化机中固化。