有机无机杂化耐磨涂料的制备及其性能研究

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1、摘要选择合适的聚合物基体与无机物前驱体，通过溶胶一凝胶反应，可以制得高耐磨透明的有机/无机杂化涂料，广泛作为木器家具和地板、石材、光学塑料以及汽车车身等的耐磨防刮涂层，具有非常重要的应用价值.通过近年来的发展，耐磨涂料已成为世界各国的研究和开发的热点。本研究首先选择合适的丙烯酸酷单体先合成聚丙烯酸酷，再加入硅烷偶联剂Y一缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH一560)加以改性，使其支链上带有硅氧烷基团，然后使其与正硅酸乙酷(TEOS)共水解，制得一种聚丙烯酸酷/二氧化硅杂化涂料.其次，用双(三乙氧基硅丙基)胺(Dl22)与甲苯二异氰酸酷(TDl)反应合成

2、了一种多官能团硅氧烷，再使其与TEOS共水解，得到了另一种含多服结构的有机/无机杂化耐磨涂料。对制得的杂化耐磨涂料进行了力学性能(铅笔硬度、附着力以及耐磨性)及耐水、耐溶剂和耐酸碱等性能的测试，并采用傅立叶红外光谱(FT-IR)及热重法(TGA)对涂料的组成结构和热稳定性等进行了表征。结果表明，当5102含量在。到10%范围内时，制得的聚丙烯酸酷/二氧化硅杂化涂料的铅笔硬度和耐磨性随着5102含量的增大而有所提高;附着力一开始没有变化，在5102含量达到9%后，反而有所下降。5102含量在9.0%~10.0%范围时，涂层的综合力学性能达到较佳。杂化涂

3、料的耐水性和贮存稳定性较改性前均有所增强，经KH一560改性过的聚丙烯酸醋与无机相相容性好。当5102含量在0到12.5%的范围内，随着其含量的增加，含多服结构的有机/无机杂化耐磨涂料的铅笔硬、附着力以及耐磨性均先提高，然后分别在5102含量达到10.0%、6%和8.5%后呈现下降。当5102含量为8.5%时，综合力学性能较佳，耐水、溶剂及耐酸碱性能均优异。红外光谱分析(FT-IR)表明，两种途径得到的有机/无机杂化耐磨涂料的聚合物基体和无机网络结构之间存在化学键结合。热重分析(TGA)表明，添加的5102在0到10%的范围内，通过溶胶一凝胶法得到的

4、有机/无机杂化涂料的热稳定性随着5102含量的增加而升高。综上所述，本研究优化了杂化涂料制备和改性的工艺，得到了两类力学机械性能和耐热性能优异、贮存稳定的有机/无机杂化耐磨涂料.关键词:聚丙烯酸酣:多官能团有机硅;溶胶一凝胶法:有机/无机杂化:耐磨涂料ABSTRACTAnti一abrasiveorgaoic/inorganich沙ridcoatingscanbeobtainedbythesol一gelreactionofaPProPriatePolymersandPrecurso“ofinorganiccomP0nents.Theyarewidely

5、usedintheanti一的rasionandscratch一邝sistanceofwoodfurnitureandfioors，stones，oPticalPlasticsandautomobilebody，cte.TheybavebecomeoneofthehotPotSofreseatcbaoddeveloPmentintheworldinthere“ntdecade.Firstly，akindofPolyacrylatc一silicah沙ridcoatingwasPreParedbytheco一hydrolysisoftetr即thylor

6、thosilicate(TEOS)andZ，3一epoxyProPoxyproPyltrimethoxysilane(KH一560)modifiedPolyacrylatewitbaPProPriatemonomercomPonents，inthisresearch·Secondly，anotheranti一abrasiveorganic一inorganicb沙ridcoatinghadbeenPreParedbytheco一hydrolysis0ftetraethyl0rthosilicate(TEOS)andamultifunCtionalsuo

7、xancwhichwass”thesiscdbythereactionoftoluyldiisocynates(TDDandbis一(3一[triethoxysilyl]一ProPyl)一amine田1122)·ThemechanicalPr0PertiessuchasPencilhardncss，adhesivestrength，anti一abrasiveP玄oPerties，solventresistance，acidandalkali一resistanceoftheh必ridcoatingwereinvistigated.The比emicatc

8、omPositionofthecoatingwasdetectedbyinfraredsPectra(Fr-