无溶剂丙烯酸酯改性聚硅氧烷_纳米粒子复合涂料

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1、学号：12101107常州大学硕士学位论文无溶剂丙烯酸酯改性聚硅氧烷/纳米粒子复合涂料研究生周琳楠任强副教授指导教师学科、专业名称高分子化学与物理研究方向涂层材料结构设计与性能2015年4月Solvent-freeAcrylateModifiedSilicone/NanoparticlesCompositeCoatingsADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByZhouLin-Nan(PolymerChemistryandPhysics)DissertationSupervisor:Prof.RenQia

2、ngApril，2014常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允

3、许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要以钢铁为代表的金属在各行各业广泛的应用，但一般金属材料都有容易被腐蚀的问题，使用有机涂料是解决金属腐蚀问题的重要途径之一。有机硅树脂具有优良的耐高温性及耐候性，并且很合适做高固体分含量的涂料。但纯有机硅氧烷树脂对有机底漆附着力差，耐溶剂性差，且漆膜较脆，价格也

4、较贵。使用其它有机树脂来改性有机硅树脂，可以改善有机硅树脂的附着力、固化性能等,同时还保持有机硅树脂良好的耐热性、耐候性等，使之更适合于涂料应用的需要。本文采用含有烷氧基端基的低分子量甲基苯基有机硅氧烷树脂为主体，以不同种类的丙烯酸酯单体和低聚物为改性剂，以硅烷偶联剂为固化剂，有机纳米粘土、纳米二氧化硅、石墨烯为填料制备了一系列新型的无溶剂纳米复合涂料。主要研究内容如下：（1）通过用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（(EO)3-TMPTA）、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二

5、丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA）多官能团丙烯酸酯改性有机硅氧烷树脂。测试了经过改性后的树脂漆膜的基本性能，发现漆膜的铅笔硬度都达到了3H以上，附着力都达到了1级以上。漆膜的交联固化程度都比较高，但是表干时间比较长达到了5h。漆膜的耐老化性能比较优异。漆膜的玻璃化转变温度都在室温左右，硬度和韧性可以很好的平衡。（2）通过加入不同含量的钛催化剂、硝酸钙、硝酸锌、硝酸镁、硝酸铝作为催化剂，使用到丙烯酸酯改性硅氧烷涂料中，对其表干时间及性能的影响进行研究。在配方中添加辅助催干剂氯化铵和对甲苯磺酸来进一步缩短涂料的表干时间，并且测定了漆膜的性能。在选用的所有催化剂中

6、，TyzorDC催化清漆潮气成膜的效果最明显，可有效的降低清漆的表干时间。加入对甲苯磺酸到已经添加TyzorDC的清漆体系中，测试漆膜的表干时间，发现都缩短到5h之内。在涂料中添加催化剂，对漆膜的基本性能没有特别明显的影响。在TyzorDC含量1.3%，对甲苯磺酸含量1%时，表干时间比较短而且综合性能最优异。（3）通过把纳米粘土、纳米二氧化硅以及石墨烯纳米粒子添加到丙烯酸酯改性聚硅氧烷无溶剂涂料中，研究了这三种纳米粒子对涂料性能的影响。研究表明，当加入1%的纳米粘土时漆膜的正冲达到50cm,反冲达到45cm。X-射线衍射（XRD）测试表明有机粘土片层已经

7、剥离成厚度为数纳米，长度为数百纳米的单片状分散在树脂基体中。拉伸强度和动态热机械扫描（DMA）测试表明，复合涂层材料的强度和玻璃化转变温度相对于纯树脂基体都有一定程度提高。盐水浸泡实验表明，1%和3%纳米粘土含量复合涂层的抗腐蚀能力得到提高。当加入1%的纳米二氧化硅时漆膜的抗冲击强度达到50cm。扫描电子显微镜（SEM）测试表明，当纳米二氧化硅的含量为1%~3%时，纳米颗粒能均匀的分散在基体树脂中。拉伸强度和DMA测试表明，复合涂层材料的强度和玻璃化转变温度相对于基体树脂都有一定程度提高。耐紫外老化实验表明，加入纳米二氧化硅的漆膜都具有良好的耐紫外老化性

8、能。盐水浸泡实验表明，1%和3%纳米二氧化硅含量复合涂层的抗腐蚀能力得到提高。当