聚苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯三嵌段共聚物的合成及其改性环氧涂层的研究

摘要

聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有极低的表面能、良好的低温柔韧性和热稳定性，能显著改善环氧树脂的疏水性、韧性及耐高低温性能，是改性环氧树脂的理想材料。而PS-b-PDMS-b-PS是一种新型热塑性弹性体，具有优良的力学性能和表面性能。PS-b-PDMS-b-PS中两端的PS链段与环氧树脂有良好的混容性，可以改善PS-b-PDMS-b-PS在环氧树脂基体中的分散。 本研究在高纯氩气保护下，采用正丁基锂为引发剂，环己烷为溶剂，用四氢呋喃为极性调节剂，二氯二甲基硅烷为偶联剂合成了PS-b-PDMS-b-PS。采用E-44为成膜物质，T-31为固化剂，二甲苯/环己酮为混合溶剂，制备了溶剂型环氧清漆。随着PS-b-PDMS-b-PS的添加量的增大，涂膜对水的接触角增大，表面能和吸水率降低，柔韧性也得到了改善。当PS-b-PDMS-b-PS的添加量为10％时，接触角达到最大114.2°，比纯环氧树脂固化体系的接触角提高了39.8°。此时，涂膜的吸水率为0.060％，柔韧性为0.5mm，铅笔硬度为3H，附着力为1 级。加速腐蚀实验表明，PS-b-PDMS-b-PS的添加提高了涂膜的防腐蚀性能。以E-51为成膜物质，R（B）为固化剂，XY501B-3为活性稀释剂，制备了无溶剂环氧清漆。PS-b-PDMS-b-PS 添加量为1％的涂膜接触角提高了23°，增大为105.3°，且涂膜的其它性能未受到影响。用PS-b-PDMS-b-PS 改性环氧防腐蚀涂料1，随着PS-b-PDMS-b-PS的添加量的增大，涂膜对水的接触角增大，表面能降低，当PS-b-PDMS-b-PS的添加量为10％时，接触角达到最大113.6°，比纯环氧色漆涂膜的接触角提高了49.3°，表面能比纯环氧色漆涂膜的表面能降低了19.34 mN·m-1。随着PS-b-PDMS-b-PS的添加量的增大，涂膜的吸水率显著降低，添加量为10％的涂膜吸水率仅为0.064％，铅笔硬度为2H，附着力为1 级。加速腐蚀实验表明，PS-b-PDMS-b-PS的添加改善了涂膜的防腐蚀性能。用PS-b-PDMS-b-PS 改性环氧防腐蚀涂料2，PS-b-PDMS-b-PS 在不影响环氧防腐蚀涂层其它性能的同时，显著改善了涂膜的疏水性，添加量为4％的涂膜接触角增大为107.3°，铅笔硬度为2H，附着力为1级。