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有機(jī)硅氟納米雜化疏水涂料的制備和應(yīng)用

作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間:2010-09-27 11:18:37 [收藏]
    疏水涂料指涂膜在光滑表面上的靜態(tài)水接觸角大于90°的一類低表面能涂料,具有防水、防霧、防雪、防污染、抗粘連、抗氧化、防腐蝕和自清潔以及防止電流傳導(dǎo)等重要特...
    關(guān)鍵詞:應(yīng)用 涂料 納米 有機(jī)
        疏水涂料指涂膜在光滑表面上的靜態(tài)水接觸角大于90°的一類低表面能涂料,具有防水、防霧、防雪、防污染、抗粘連、抗氧化、防腐蝕和自清潔以及防止電流傳導(dǎo)等重要特點(diǎn),在科學(xué)研究和生產(chǎn)、生活等諸多領(lǐng)域中有極為廣泛的應(yīng)用前景[1]。通過設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)、化學(xué)和物理特征的涂料,能為固體材料提供新的附加功能。純的納米硅溶膠涂料是一種耐候性、耐溫性優(yōu)良的高硬度無機(jī)材料,溶膠-凝膠技術(shù)制備的納米SiO2/有機(jī)硅雜化材料成膜后具有耐熱性、耐候性、透明性、低折射性、低介電性等優(yōu)良性能,在汽車玻璃、廚房用具、建筑玻璃、金屬防腐、微電子集成電路等方面表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景[2-4]。利用硅溶膠中殘留硅羥基與有機(jī)硅/氟改性劑的溶膠-凝膠反應(yīng)或表面改性,將有機(jī)基團(tuán)雜化引入硅溶膠結(jié)構(gòu)中,是賦予硅溶膠薄膜疏水性的一個(gè)主要和有效的方法,引入的有機(jī)基團(tuán)可以是硅甲基、硅烷基或氟代硅烷基[5-6]。本文使用正硅酸乙酯與有機(jī)硅/氟烷采用溶膠-凝膠法制備醇基納米雜化有機(jī)硅溶膠,研究硅溶膠對(duì)基材的滲透性,及其應(yīng)用在不同表面粗糙度的硅酸鹽基材上的涂膜的疏水性、硬度、強(qiáng)度、耐污染性及耐腐蝕性。

        1.實(shí)驗(yàn)部分

        1.1主要原料

        正硅酸乙酯(TEOS)、無水乙醇:分析純;甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DMDES):藍(lán)星化工;辛基三乙氧基硅烷(OTES):德邦化工;十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(12FHPTMS):雪佳集團(tuán);工業(yè)級(jí)低分子含氫硅氧烷:自制。

        1.2儀器和測(cè)試方法

        WQF-410傅里葉變換紅外光譜儀,日本電子公司JEM-CX100Ⅱ型透射電子顯微鏡。用日本εrma角度計(jì)式接觸角測(cè)定儀。按照GB/T1723?1993、GB/T1720?1979(1989)、GB/T6739?1996測(cè)試涂料黏度,涂膜附著力和硬度。

        1.3納米硅/氟雜化疏水涂料的制備

        納米雜化有機(jī)硅溶膠的制備如式(1)、式(2)所示。

        1.3.1式(1)制備方法

        將正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷和其他有機(jī)氟硅烷等前驅(qū)體按配方(見表1)加入三口瓶中混合后,攪拌下依次加入一定量的無水乙醇、水和催化劑,然后升溫至70℃下反應(yīng)6h,自然冷卻,中和,調(diào)節(jié)pH值。加入無水乙醇稀釋至20%的固含量,得到無色透明的納米雜化有機(jī)硅溶膠。

        1.3.2式(2)制備方法

        將正硅酸乙酯于三口瓶中混合后,攪拌下依次加入一定量的無水乙醇、水和催化劑,升溫至70℃下反應(yīng)3h后,于攪拌下按表1中的配方滴加甲基三乙氧基硅烷或其他有機(jī)氟硅烷等前驅(qū)體,保持70℃攪拌回流反應(yīng)5h,自然冷卻,中和,調(diào)節(jié)pH值。加入無水乙醇稀釋至20%的固含量,得到無色透明的納米雜化有機(jī)硅溶膠。

        1.4膜的制備

        將上述制得的20%的有機(jī)硅溶膠用少量的有機(jī)堿中和至pH值為9~10,然后涂覆在干凈平整的玻璃片上,振動(dòng)讓其自然流平,室溫自然干燥1d,膜厚在2~3μm之間,于70℃干燥4h后再升溫至110℃保溫1h,冷卻至室溫制得疏水膜。

        2.結(jié)果與討論

        2.1納米雜化有機(jī)硅溶膠原料配比及反應(yīng)工藝

        文章來源:中國(guó)建材網(wǎng)www.bmlink.com
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