光固化硅氧烷类透明杂化耐磨涂层的制备及性能研究.pdf

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1、学校代码10406分类号TQ633密级学号080080501006光固化硅氧烷类透明杂化耐磨涂层的制题目备及性能研究作者黄圣梅学科、专业材料物理与化学指导教师梁红波申请学位日期2011年5月学校代码：10406分类号：TQ633学号：080080501006南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）光固化硅氧烷类透明杂化耐磨涂层的制备及性能研究硕士研究生：黄圣梅导师：梁红波副教授申请学位级别：硕士学科、专业：材料物理与化学所在单位：南昌航空大学答辩日期：2011年6月授予学位单位：南昌航空大学Preparationandpropertie

2、sofUVcurabletransparentpolysiloxaneonthewear-resistantcoatingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterialsPhysicsandChemistryByHuangShengmeiUndertheSupervisionofProf.LiangHongboSchoolofMaterialScienceandEnginneeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2

3、011摘要有机玻璃（PMMA）因具有良好的光学性能、耐老化性能和易于成型等特点而得到了广泛的应用，但由于表面硬度低，容易被擦伤和划伤而影响了其使用性能。有机硅涂层由于透光性好，耐磨、硬度高，且薄膜具有充分的柔韧性，而广泛的应用于PMMA的增硬涂层。紫外光(UV)固化有机硅材料由于兼有有机硅材料的优异性能及UV固化技术高效、节能的特点，而备受青睐。本文将光敏基团引入到有机硅材料中，制备出了可光固化的硅氧烷类预聚体，并用于PMMA耐磨涂层中，同时对涂层性能进行了研究，主要的工作如下：硅氧烷类丙烯酸预聚体的制备及性能研究制备了一系列可光固化

4、的有机硅预聚体。利用傅立叶红外光谱、热失重分析、核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱对产物进行表征，结果表明：成功的合成了目标预聚物，所得产物分子量分布稳定，并且随着三官能团含量的增加分子量逐渐增大，耐热性增强。当KH-560含量少于70%时，预聚体具有较好的贮存稳定性，常温下6个月无凝胶，并对活性单体具有良好的相容性；随着其用量的增加，预聚体的粘度增大，贮存稳定性下降，对活性单体的相容性下降。UV固化耐磨涂层树脂基体的选择及性能研究利用多官能的脂肪族聚氨酯丙烯酸作为单体，加入适当的活性稀释剂以及光引发剂，调节各组分用量配制出了一系列的用于有机

5、玻璃的耐磨透明涂料。对实验条件以及涂层基本性能进行研究，实验结果表明：用异丙醇檫拭PMMA片材，可以提高基材的表面张力，获得较好的涂膜附着力；低聚物CN8000和CN9001的使用可以提供耐磨涂层所需的高硬度；活性稀释剂SR506、、SR399配合使用可以赋予涂层较好的附着力以及抗刮性。UV固化透明杂化耐磨涂层的制备及性能表征将杂化预聚体添加到耐磨涂层基体配方中，考察预聚体及其用量对涂层物理性能的影响。采用TG/DTA、DMA对涂层的热性能、动态力学性能进行测试；利用紫外可见分光光度计以及光电雾度仪，测试了涂层的光学性能以及耐磨性I能

6、。结果表明：高度交联的有机硅预聚体赋予涂层良好的综合性能；杂化涂层具有良好的光学性能；涂膜后，PMMA片的耐磨性能增强，抗刮性提高至55克。DMA结果显示，加入有机硅预聚体后涂料的Tg先是降低，随着三官能团含量的增加，Tg逐渐上升，阻尼性能下降。随着有机硅预聚体含量的增加，涂膜的疏水性增强；随着预聚体交联度增加，涂膜吸水率降低；涂层具有较好的耐化学药品性能。关键字：有机硅；杂化耐磨涂层；耐磨性；光固化；水解缩合IIAbstractOrganicglassPMMAhasexcellentopticalproperty,ageingres

7、istanceandartifactitiousproperty,whichcouldbeappliedtonumerousfields.However,thelowstratch-resistanceandsurfacehardnessoftheplastiescausesafastdecreaseoftheopticalquality.Organic/inorganiccoatingwiththecapabilityofhightransparency,hasthebetterstorage-stability,abrasion-

8、resistanceandcakingproperty,moreovertheadhesionofthecoatingisfavorable,whichiswidelyusedasthescratch-resistanc