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环氧树脂纳米涂料的性能及研究进展
作者:唐光斌    内容来源:国涂料助剂网    点击数:    更新时间:2010-8-10

    4纳米抗老化建筑外墙涂料

    在涂料中加入一些纳米粉料,如金红石型TiO2、纳米ZnO和纳米SiO2等,可提高对紫外线的吸收屏蔽和散射作用。金红石TiO2和ZnO对紫外线吸收能力很强,而SiO2对波长400nm以内的紫外线和波长在720~800nm之间的红外线,反射率均可达到70%左右。比如在苯内外墙涂料中加入2%纳米SiO2,可使涂料防老化性能由原来250h提高到600h以上,而且其耐热性也有所提高。

    5有机/无机纳米复合陶瓷合金用作人造卫星涂料这种卫星用的有机/无机纳米复合陶瓷合金涂料由环酯基环氧和烷氧基硅杂化封端的低聚物和四乙氧基硅烷(TEOS)的低聚物通过溶胶-凝胶技术原位制成,可使同步卫星和航天飞船抵御高能UV线辐射、高能粒子冲击和原子氧降解,从而可大大提高卫星寿命和延长飞船表面涂层的耐久度。

    1)有机低聚物的合成

    在装有氮气进出管、回流冷凝器和搅拌器的三口烧瓶里,加入30g聚(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚)杂化封端得硅氧烷、20g4-乙烯基-1-环已基环氧化合物、2g乙烯基三乙氧基硅烷和0·004gWilkinson催化剂和30g甲苯,在搅拌下加热到75°C进行反应,通过FT-IR测定,Si—H键在2160cm-1吸收峰已经消失,说明反应已经完全。然后在真空下抽除未反应原料及溶剂,即制得杂化封端功能的聚二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚)环酯基环氧化物。

    2)四乙氧基硅烷(TEOS)低聚物的制备在烧瓶中加入TEOS(100g)、乙醇(88g)和蒸馏水(8g),在不断搅拌下滴加0·5g的氢氯酸,反应后真空蒸除溶剂后即制得TEOS低聚物。

    3)纳米陶瓷合金涂料的固化

    将有机低聚物、TEOS以一定比例配合后,在蒽和光敏剂存在下,进行UV固化即形成有机/无机纳米复合陶瓷合金涂膜。

    形成的有机/无机纳米杂化涂层,同陶瓷合金一样,具有抵御原子氧降解、高能UV线辐射和高能粒子冲击能力,可大大提高卫星表面涂层的使用寿命。
6纳米材料在防火涂料中的应用[12,13]

    1)纳米TiO2在钢结构防火涂料中的应用试验证明,在钢结构防火涂料中,当纳米TiO2添加量为1·5%时,可以获得115min的耐火极限;低于1·5%时,耐火极限会随着其含量的增加而延长,而当添加量超过1·5%后,随着纳米TiO2含量增加,耐火极限反而降低,这是因为纳米粒子过多添加抑制了涂料涂层膨胀,热导率相应增加,从而缩短了钢结构的耐火极限。

    2)纳米SiO2在钢结构防火涂料中的应用纳米SiO2尺寸小,表面积大,可有效提高反应面积,增强发泡层的强度,提高防火性能。另外由于它具有很强的紫外线屏蔽能力,所以可有效提高涂料的抗老化性能。试验证明,当纳米SiO2添加量为1·5%时,可以获得最大的110min耐火极限。

    3)纳米Sb2O3在钢结构防火涂料中的应用[14,15]

    由试验可以看出,随着纳米Sb2O3的添加量增加,涂料的防火性能也增强,但加入量超过1·5%时,防火强度反而降低,所以一般Sb2O3加入量以1·5%为好。其阻燃机理是:在燃烧过程中,Sb2O3和氯偏乳液分解出来的HCl反应依次生成SbCl3、SbOCl、Sb4O5Cl2和Sb8O11Cl12,它们都是吸热反应,从而降低了燃烧的速率。

    7结语

    我国环氧树脂纳米改性涂料近年来发展较快。今后,我国航空航天工业、汽车制造工业、电子电器以及其他工业的飞快发展,必将为我国环氧树脂纳米改性环氧树脂涂料创建良好的发展平台。我们应进一步拓展环保型和节能型新型纳米改性涂料品种,研制开发具有耐高辐射、耐高温等高性能的环氧纳米涂料新产品。

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