有機無機復合硅氧烷防腐涂層的制備與性能研究.pdf

1、金屬材料因其優(yōu)異的性能而被廣泛的應用，但在使用過程中，金屬易受到周邊環(huán)境的影響發(fā)生腐蝕，導致其性能壽命下降。因此，金屬的防腐研究受到了各國的重視。目前，人們采用電化學保護、表面涂層、新型合金等多種技術來防止金屬腐蝕的發(fā)生。其中，防腐涂層是最有效、最常用的方法之一。
　　有機聚硅氧烷涂層是由有機硅氧烷前驅體通過一定條件下的水解聚合反應形成的，以Si-O-Si無機網絡結構為骨架的一種涂層材料。其既具有豐富的硅羥基(Si-OH)，可與金

2、屬表面羥基發(fā)生縮合形成共價鍵;又帶有與Si相連的有機基團(甲基(-CH3)、乙基(-C2H5)、丙基(-C3H7)等），與防腐涂層的面漆具有很好的相容性;同時由于Si-O鍵的高鍵能以及長鍵長，涂層環(huán)保、無毒、機械強度高、耐熱、耐候性遠優(yōu)于其他防腐材料，因而，作為一種性能優(yōu)良的防腐涂層材料，有機聚硅氧烷涂層具有廣闊的應用前景。然而，單純的有機硅氧烷涂層受到涂層厚度的限制，目前僅作為防腐涂層體系的預處理層被使用，很少有研究報道將其單獨作為防

3、腐涂層進行研究。
　　本文首先綜述了硅氧烷涂層的研究現狀，然后以有機硅氧烷為主要前驅體，以氧化物溶膠（氧化硅、氧化鋁溶膠）為納米無機增強相，通過溶膠凝膠納米復合工藝對納米氧化物表面進行有機改性后制備有機無機復合硅氧烷防腐涂層，并在鋁基板表面應用。本文從前驅體種類、納米溶膠、溶膠凝膠納米復合工藝參數等方面考察了有機無機復合硅氧烷防腐涂層鍍膜液制備過程中的各影響因素對涂層結構和性能的影響;并在此基礎上研究了常溫固化有機無機復合硅氧烷涂

4、層體系和涂層的自修復性能。具體研究結果如下:
　　1)考察了前驅體種類和比例、催化劑種類和用量、反應溫度和時間、固化溫度和時間等對硅溶膠改性硅氧烷涂層結構和性能的影響，并優(yōu)選了具有最優(yōu)綜合性能的制備條件和固化方式;以29SiNMR、FTIR、GPC、TG-DTA等研究了MTMS在酸性硅溶膠中的水解聚合反應機理及涂層固化過程，測試結果表明溶膠中最終產物結構以T2、T3為主，分子量及其分布隨反應時間和溫度的提高而增大，涂層具有良好的耐

5、熱性能、防腐性能和力學性能;
　　2)制備了硅鋁溶膠復合硅氧烷涂層，以XPS、FTIR等研究了鋁溶膠的加入對涂層結構的影響，考察了鋁溶膠含量和固化溫度等涂層性能和結構的影響，發(fā)現適量鋁溶膠的加入使涂層的綜合性能得以提高，并在此基礎上獲得了高硬高耐磨的涂料;
　　3)通過KH560和MTMS在硅溶膠共水解，以TEPA作為固化劑，制備了常溫固化涂層，考察了固化劑種類和用量對涂層結構和性能的影響，加入0.5w.t.％TEPA的涂層