硅酸锂基复合涂层的制备与性能研究

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1、硅酸锂基复合涂层的制备与性能研究张鹤1，蒋乐2，丁新更2，丁群能2，巫华婷2（1.浙江大学建筑工程学院土木工程学系，浙江杭州310058；2.浙江大学材料科学与工程学系，浙江杭州310027）摘要：通过在硅酸锂中添加的硅酸钠、水性乳液以及硅烷偶联剂（KH560），在砂浆基材表面制备了硅酸锂基复合涂层。通过设计正交实验研究了各组分添加量对复合涂层性能的影响。结果表明：硅酸钠的加入量对硅酸锂涂层的性能影响最显著，其次是苯丙乳液，硅烷偶联剂影响较小。硅酸钠添加量达到20%时，乳液加入量约为15%时，复合涂层成膜性能良好，附着力强，7d硬度达到

2、铅笔硬度7H以上。关键词：硅酸锂；复合涂层；硅酸钠；水性乳液中图分类号：TU56；TQ630.7文献标识码：A文章编号：1001-702X（2014）09Z1-0027-03Preparationandpropertiesoflithiumsilicate-basecompositecoatingZHANGHe1，JIANGLe2，DINGXingeng2，DINGQunneng2，WUHuating2（1.DepartmentofCivilEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，Zh

3、ejiang，China；2.DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，Zhejiang，China）Abstract：Inthisresearch，compositecoatingwaspreparedoncementmortarsurfacebyaddingsodiumsilicate，aqueousemul－sionandsilanecouplingagen（tKH560）intothelithiumsilicateso

4、lution.Influencesofadditioncontentonthepropertiesofcoat－ingwerestudiedbyorthogonalexperimentaldesign.Theresultsshowthat：sodiumsilicatecontentwasthemostsignificanteffectonthepropertiesofthecompositecoating，followedbythestyreneacrylicemulsionandsilanecouplingagentcontent.N

5、ocracksurface，7Hpencilhardnessandstrongadhesionwereachievedwhen20%Sodiumsilicateand15%emulsionwereaddedafterthecompositecoatingcuringfor7days.Keywords：lithiumsilicate；compositecoating；sodiumsilicate；aqueousemulsion网状结构的间隙，屏蔽残存的羟基，减少涂膜对水的敏感程度[5-6]。三者复合后的硅酸锂涂层不仅在成膜性能以及附着力方

6、面有了一定的提升，并在一定程度上改善了涂层的耐水性等性能。同时加入硅烷偶联剂（KH560），进一步增强涂层中的有机物与基材表面的附着力。本研究通过在硅酸锂中添加的硅酸钠，然后与纯苯乳液、苯丙乳液、硅丙乳液等乳液以及硅烷偶联剂进行复合，制备了硅酸锂基复合涂层。通过设计正交实验，研究了各组分添加量对涂层成膜性能、附着力与硬度影响。0前言水溶性硅酸盐涂料是无机涂料的一类，具有来源充足、价格低廉、环保、不易燃烧、使用方便等优点。其主要成分通常以硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾为主。其中硅酸锂相比于硅酸钠和硅酸钾，其自固化性能比较优秀，同时还有优良的耐水性

7、和耐干湿交替性。然而其涂层的粘着性差、涂膜性脆等缺点使它的应用受到限制，需要通过掺入其它功能组分提高其性能[1-4]。与硅酸锂相比，硅酸钠有优越的成膜性能，通过在硅酸锂中添加硅酸钠，在改善硅酸锂涂层成膜反应的同时还能降低成本。另外，在硅酸锂中添加有机乳液可以填充—Si—O—Si—实验11.1原料基材为水泥砂浆块，所用水泥为42.5级复合硅酸盐水泥（杭州富阳钱潮水泥有限公司）；采用中国ISO标准砂（厦门艾思欧标准砂有限公司）；工业级硅酸锂（固含量约22%，模数5.0）、硅酸钠（固含量约20%，模数3.2）（山东邦德化工有限责基金项目：国际

8、合作项目资助（2014DFB50100）收稿日期：2014-08-08作者简介：张鹤。通讯作者：丁新更，电话：0571-87953313，E-mail：msedxg@zju.edu.cn。·27·NEWBU