有机硅氧烷水解缩合反应及其在耐磨涂料上的应用
【摘要】:耐磨有机硅涂料可用于光学塑料的表面改性。这类涂层通常以硅氧烷水解成膜法制备,该方法制备涂料具有工艺简单、性能稳定,涂层耐擦伤强度高、附着力好,且固化温度低、成本低廉等优点。
涂层制备过程的本质是硅氧烷的水解—缩聚反应。本文通过气相色谱研究甲基三甲氧基硅烷与正硅酸乙酯的共同水解反应,发现其水解分为两个阶段:前一阶段为快速水解反应阶段和后一阶段为慢速反应阶段;在水解过程中,MTMOS的第一、二步水解速率比TEOS第一步快,TEOS的第二步水解速率比MTMOS第二步水解速率快。
同时,还通过GPC和Zetasizer研究80℃下涂料料液中的缩聚反应及粒子生长过程。引入分子数量减半所需时间分析数均分子量随反应时间的变化来得到分子数量减半所需时间以及与反应速率相关的信息。本反应体系中乙酸胍、碳酸胍、2-乙基-4-甲基-咪唑均能缩短缩聚反应的分子数量减半所需时间,表明其对于缩聚反应具有促进作用,且其顺序为:GCGA2E4MZ。而粒子的粒径及粒径分布宽度均在反应中快速增大,表明粒子间的聚并主导粒子生长的过程;再结合Iler对硅醇溶液中粒子生长的研究,认为影响粒子生长的因素包括:粒子浓度、粒径、反应温度以及硅醇间的缩聚反应。
通过FTIR跟踪涂层固化过程,建立固化过程中的缩聚动力学模型,发现该动力学模型能预测有机硅树脂固化缩聚过程的反应动力学。研究得到各缩聚反应体系的一系列动力学参数,如反应程度、反应速率常数、反应活化能等,发现固化剂随温度变化存在潜伏阶段,在60~80℃下固化剂体系的活化能和指前因子比无固化体系大,而在80~100℃下则相反。
在前面研究的基础上,本文对耐磨有机硅涂料及涂层的制备进行了研究,考查了水解工艺、固化工艺对涂料及涂层性能的影响,确定采用连续滴加的加料方式,伴随水解后处理、陈化及后处理,随后稀释料液加入合适的固化剂(如碳酸胍、2-乙基-4-甲基咪唑等),在恒温(25℃)、干燥、洁净的环境下涂覆、固化,最终制得透光性能好、硬度高的涂层。
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1 |
邓祯庆;李正军;;有机硅皮革涂饰助剂的功能和作用[J];西部皮革;2009年07期 |
2 |
;元素有机聚合物及其涂料[J];涂料文摘;1994年04期 |
3 |
张心亚,孙志娟,黎永津,黄洪,陈焕钦;有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液的聚合稳定性分析[J];涂料工业;2005年05期 |
4 |
党俐;陆文雄;梁晶晶;;新型混凝土防护涂层的合成及其性能研究[J];混凝土;2006年10期 |
5 |
胡金宝,施新娣;含氟有机硅氧烷的色谱分析[J];合成橡胶工业;1984年03期 |
6 |
王昌祥,曹殿珍,陈家坚;缓蚀剂的新领域——有机硅缓蚀剂[J];腐蚀科学与防护技术;1992年04期 |
7 |
周新华,文秀芳,涂伟萍,关文浩;γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷/丙烯酸酯共聚乳液的研究[J];涂料技术与文摘;2003年02期 |
8 |
陈奎;李伯耿;曾光明;;有机硅氧烷水解、缩聚的影响因素研究[J];化工新型材料;2010年01期 |
9 |
;低成本有机硅生产方法获专利[J];有机硅氟资讯;2009年04期 |
10 |
;低成本有机硅生产方法获专利[J];有机硅氟资讯;2009年05期 |
11 |
李柯;陆文雄;党俐;乔燕;王律;张月星;;有机硅改性丙烯酸乳液防护涂层的合成及其对混凝土性能的影响研究[J];新型建筑材料;2007年04期 |
12 |
蒋晓忠;;有机硅改性聚酰亚胺的合成研究[J];现代涂料与涂装;2010年12期 |
13 |
夏雷;吴盛恩;蒋健美;;有机硅改性聚氨酯的应用[J];杭州化工;2011年01期 |
14 |
林振国;有机硅氧烷的制备及其在硅橡胶中的使用[J];世界橡胶工业;1994年05期 |
15 |
;制备有机硅氧烷/有机聚合物胶料的方法[J];橡胶参考资料;1994年07期 |
16 |
郭波,胡春圃;有机硅氧烷微乳液改性聚氨酯脲丙烯酸酯复合水分散液的研究[J];弹性体;2005年01期 |
17 |
孙志娟;张心亚;陈立军;黄洪;陈焕钦;;有机硅氧烷对硅丙微乳液的影响(英文)[J];热固性树脂;2006年04期 |
18 |
张慎靖;黎白钰;金元;王斌;徐庆;;有机硅改性丙烯酸酯乳液聚合的研究进展[J];辽宁化工;2007年10期 |
19 |
文志红;马伟;;有机硅改性丙烯酸酯聚合物的方法[J];印染助剂;2008年04期 |
20 |
潘志信;;三氧化硫脲的稳定性[J];应用化学;2007年03期 |
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