用于微弧氧化膜的陶瓷涂料的制备及涂层性能表征.pdf

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1、学校代码10406分类号TP391.4密级学号080080501012盲审编号136题目用于微弧氧化膜的陶瓷涂料的制备及涂层性能表征作者刘佳慧学科、专业材料物理与化学指导教师周雅申请学位日期2011年5月学校代码：10406学号：080080501012分类号：TP391.4南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）用于微弧氧化膜的陶瓷涂料的制备及涂层性能表征硕士研究生：刘佳慧导师：周雅教授申请学位级别：硕士学科、专业：材料物理与化学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2011年5月授予学位单位：南昌航空大学PreparationandChar

2、acterizationofTheCeramicspaintforMAOcoatingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterialsPhysicsandChemistrybyLiujiahuiUndertheSupervisionofProf.ZhouyaSchoolofMaterialScienceandEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaMay,2011摘要铝合金的微弧氧化膜具备了硬质阳极氧化膜和陶瓷涂层两者的优

3、点，有着非常广阔的应用前景。目前国内已经开始进入耐磨兼装饰的需求阶段，但微弧氧化膜的颜色较单一，通过在其上喷涂陶瓷涂料来解决换色，获得装饰性的需求。本文以正硅酸乙酯(TEOS)为无机相前驱体，运用金相显微观察、傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜观察等测试手段对偶联剂KH-570解决开裂问题进行了系统的研究；采用溶胶-凝胶法制备改性硅溶胶，分析了各组分以及工艺参数对硅溶胶粘度、凝胶时间、粒径和储存稳定性的影响；采用红外光谱研究了环氧树脂与改性硅溶胶的共聚物，通过对涂层物理性能和耐化学品性能的分析，讨论了环氧树脂用量对陶瓷涂料性能的影响；通过

4、对涂料配方的单因素实验、物理机械性能和耐热性测试研究，分析了黑色陶瓷涂料中颜填料、流平剂和固化剂的影响。实验可知，偶联剂的加入能有效解决硅溶胶涂层开裂问题，且同样用量下硅烷偶联剂KH-570的效果更加明显。且制备的改性硅溶胶，生成了有机-无机杂化的网络结构，当KH-570用量适当时，膜层表面光滑平整、无裂纹。改性硅溶胶各组分用量的最优体积比及与之相适宜的工艺参数为：v(TEOS):v(EtOH):v(H2O):v(KH-570)=10:20:5:3；HCl调节pH=4～5，反应温度为40℃、冷凝反应时间为1h。对环氧树脂与改性硅溶胶的共聚物的

5、研究表明，环氧树脂与硅溶胶通过环氧树脂的羟基与硅溶胶的乙氧基发生了键合反应。随着环氧树脂用量的增加，光泽度、硬度和耐磨性得到提高，柔韧性逐渐降低；当环氧树脂与硅溶胶体积比例为2:1时，涂层性能最优。按体积比设计，所制备的黑色陶瓷涂料配方中，采用炭黑:石墨:膨润土为3:1:1，硅油用量为0.5%，固化剂3-二乙胺基丙胺用量为8%～10%所制备的涂料，在预热后的基材进行涂装，并分段保温固化1.5~2h，能够获得较为理想的涂层。关键词：改性硅溶胶；KH-570；环氧树脂；黑色陶瓷涂料；开裂性；储存稳定性ⅠAbstractMAOcoatingsofa

6、luminiumalloyhasaverybroadapplicationprospectbecauseithastheadvantagebothofanodeoxidationhardcoatingsandceramiccoatings.Atpresent，inlandhasbeguntoentertherequirementsofresistantanddecorate.ButthecolorofMAOcoatingswasmoresingle,sowecouldsprayingceramicpaintsontheMAOcoatingsf

7、orsolvingthisproblem.Inthispaper,tetraethoxysilane(TEOS)asinorganicprecursor,thecrackingresistanceofKH-570wasanalyzedbymeansofmetallographicmicroscope、FT-IRandSEM;Tousedsol-gelprocessmodifidesilicasol,analyzedeachcomponentandprocessparameterstotheeffectsoftheviscosity、gelti

8、me、sizeandstoragestabilityofsilicasol.Thecopolymerofepoxyresinandmodifidesilicasol