更新時(shí)間: 2020-07-23
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丙烯酸樹(shù)脂具有成膜性、保色性好，光澤高，粘結(jié)性能優(yōu)異等優(yōu)勢(shì)，丙烯酸樹(shù)脂涂料有優(yōu)良的耐候、耐污染和耐溶劑性，應(yīng)用廣泛；但存在硬度偏低、附著力差、機(jī)械強(qiáng)度不好和熱穩(wěn)定性欠佳等缺陷，限制了進(jìn)一步應(yīng)用，通過(guò)其進(jìn)行改性可以改善相關(guān)性能。硅溶膠是硅酸多分子聚合物的膠體溶液，具有無(wú)毒、硬度高、機(jī)械強(qiáng)度好、耐熱性佳等特點(diǎn)，但它是親水的無(wú)機(jī)相，很難直接與有機(jī)單體發(fā)生作用，同時(shí)它存在涂膜易龜裂等缺點(diǎn)。有機(jī)硅中的硅烷偶聯(lián)劑是一類(lèi)分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)的基團(tuán)的硅烷，其中含有硅氧烷鍵的一端很容易與硅溶膠表面作用，通過(guò)有機(jī)硅的架橋作用，可以將無(wú)機(jī)相的硅溶膠接枝到丙烯酸樹(shù)脂上，制備出無(wú)機(jī)-有機(jī)改性丙烯酸樹(shù)脂復(fù)合材料，提高丙烯酸樹(shù)脂的硬度、附著力、耐沖擊力等性能。
選擇有機(jī)硅γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570) 為偶聯(lián)劑時(shí)，可以得到的性能穩(wěn)定得復(fù)合材料。有機(jī)硅 KH570 中含有不飽和的 C═C 雙鍵，在聚合反應(yīng)過(guò)程中雙鍵易打開(kāi)，參與到丙烯酸及其酯類(lèi)單體的自由基聚合過(guò)程中，從而連接到丙烯酸樹(shù)脂分子鏈上。同時(shí)，有機(jī)硅另一端的烷氧基發(fā)生水解反應(yīng)，形成的硅羥基與硅溶膠粒子表面的羥基脫水縮合，使硅溶膠通過(guò)有機(jī)硅連接到丙烯酸樹(shù)脂分子鏈上。
改性后的復(fù)合材料具有更好的分散性，因?yàn)楣枞苣z通過(guò) KH570 接枝到樹(shù)脂分子中，在硅溶膠粒子表面形成有機(jī)吸附層，使硅溶膠能夠很均勻地分散在樹(shù)脂產(chǎn)品中，其分散性變好。與改性前相比，樣品黏度和平均粒徑有所增大，其制備的涂膜的硬度和耐沖擊力增大，附著力變好。
隨著有機(jī)硅KH570 添加量的增加，SSPA 的黏度先略減小然后逐漸增加；平均粒徑先減小后增加。隨著有機(jī)硅KH570量的增加，SSPA涂膜的硬度沒(méi)有太大變化，涂膜的附著力逐漸變好，耐沖擊力先增大而后慢慢變小。有機(jī)硅 KH570 的加入使得硅溶膠接枝到樹(shù)脂分子上，而無(wú)機(jī)硅溶膠的引入，使涂膜的耐沖擊力和附著力等機(jī)械性能有所提高。
隨硅溶膠添加量的增加，涂膜的硬度先增加后趨于穩(wěn)定，涂膜的附著力逐漸變好，涂膜的沖擊強(qiáng)度先增大后減小。這可能是因?yàn)楣枞苣z屬于無(wú)機(jī)材料，具有較高的硬度，通過(guò)有機(jī)硅將納米硅溶膠引入丙烯酸樹(shù)脂中，實(shí)際上相當(dāng)于提高了有機(jī)物中硬段的比例，使得涂膜的硬度和耐沖擊力有所增加。但當(dāng)硅溶膠過(guò)量時(shí)，過(guò)多的硅溶膠已經(jīng)不能完全接枝到丙烯酸樹(shù)脂分子上，因此，硬度趨于穩(wěn)定。并且無(wú)機(jī)硅含量逐漸增多時(shí)，無(wú)機(jī)物易脆裂的特性會(huì)影響產(chǎn)品性能，因而耐沖擊性能下降。而硅溶膠膠粒表面被許多硅醇基(─Si─OH)所覆蓋，極性較強(qiáng)，能與基材如鐵片表面的極性基團(tuán)很好地結(jié)合，從而提高涂膜的附著力。
