有机相化合物与无机相化合物杂化,可把有机材料和无机材料各自的优良性能融合在一起,是材料改性的重要方法之一,目前普遍注意高分子有机物和硅化合物的杂化,此工艺同时带来的好处是低有机挥发物(VOC)或零VOC排放,有利于环保和节能,在涂料、粘合剂、纺织等方面具有广阔的前景。
有机物与无机物杂化工艺方法包括:
1、简单混合。操作简单,但效果不很满意。
2、溶胶-凝胶法。按反应前驱的不同可分几类,如有机聚合物存在下生成无机相网络;无机相存在下进行有机单体聚合;有机相与无机相同步形成互穿网络。这类工艺较复杂,但效果较好。
3、采用胶体形成的SiO2粒子为核,通过普通乳液聚合方法制备核壳结构的复合乳液,是核壳聚合工艺的扩展。
4、通过偶联剂把硅溶胶同乳液结合在一起,工艺较简单且实用,目前待深化与完善。本文选择表面处理剂——硅烷偶联剂制备有机-无机杂化涂料,工艺简单,反应条件温和,易于控制。进行了较系统工艺条件试验,改变工艺参数,可实现涂料性能裁剪。
科研人员通过硅烷偶联剂,丙烯酸乳液同硅溶胶进行杂化,添加适当助剂,制得有机-无机复合涂料,该复合涂料物理、化学性能和化学稳定性均优于纯丙乳液和硅溶胶/聚丙烯酸酯的简单共混乳液。试验了偶联剂用量、复合最佳比例和助剂的影响。
采用硅烷偶联剂,经过简单工艺过程,制得了有机-无机杂化高分子复合乳液涂料,其稳定性和涂膜物化性能均优于简单共混乳液和单独丙烯酸乳液。
复合涂料主要成分:硅烷偶联剂0.1%~0.2%、硅溶胶11%~20%、丙烯酸乳液75%~90%,去离子水和助剂适量。
2020-10 29
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