鳞片状无机填料改性及其对涂层性能的影响

摘要

鳞片状无机填料在涂层中具有相互平行叠加排列的特性，可以提高涂层的致密性和抗介质渗透性。玻璃鳞片（GF）由于其优良的化学性稳定性、防锈性、耐碱性、耐盐雾性、耐候性等性能，被广泛应用于防腐涂料中。然而，由于玻璃鳞片与聚合物在化学结构和物理形态上存在显著差异，两者相容性较差，严重影响涂料的防腐蚀性能。因此，对玻璃鳞片填料进行表面改性，成为目前研究的热点。
　　本研究针对玻璃鳞片与树脂间相容性较差的问题，采用甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷（KH560）作为活性桥接剂，制备了三种表面活化接枝的玻璃鳞片（GF-TDI、GF-HDI、GF-KH560）。在GF-TDI、GF-HDI和GF-KH560的基础上接枝包覆端羧基液态丁腈橡胶（CTBN），制备了GF-g-CTBN复合材料；在GF-TDI的基础上接枝包覆苯并三氮唑（BTA）和N,N-羰基二咪唑（05FD），制备了GF-TDI-BTA和GF-TDI-05FD两种复合材料。采用傅立叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）对接枝改性效果进行了表征。以普通玻璃鳞片和改性玻璃鳞片分别作为填料、环氧树脂E44为成膜物材料，胺类固化剂NX2015为固化剂配制环氧清漆涂料，研究了改性玻璃鳞片对涂层附着力、耐化学品性、剪切拉伸性、吸水率、耐冲击等性能的影响。
　　结果表明，接枝改性的玻璃鳞片表面出现了有机物的特征峰和 C、N元素，表面形貌发生明显变化，证明玻璃鳞片表面成功接枝包覆了有机物。改性玻璃鳞片与树脂的相容性良好，在涂层中分散均匀。环氧清漆涂层的附着力、耐化学品性、剪切拉伸性、抗渗透性、耐冲击等性能得到提高，本研究制备的改性玻璃鳞片填料对进一步提高防腐涂料性能和使用寿命，以及扩大玻璃鳞片填料的应用范围具有重要的意义。

目录

声明

缩略词

第一章绪论

1.1研究意义

1.2无机填料

1.3无机颗粒表面有机无机杂化改性技术

1.4 玻璃鳞片涂料

1.5端羧基橡胶

1.6咪唑啉缓蚀剂

1.7本课题的主要研究目的

第二章实验材料及方法

2.1实验材料和设备

2.2 实验原理及装置图

2.3涂料的配制及试样的制备

2.4测试方法

第三章玻璃鳞片表面羟基活化

3.1引言

3.2 表面活化接枝HDI玻璃鳞片的制备及表征

3.3 表面活化接枝TDI玻璃鳞片的制备及表征

3.4 表面活化接枝KH560玻璃鳞片的制备及表征

3.5本章小结

第四章GF-g-CTBN复合材料的制备及其性能测试

4.1引言

4.2 GF-g-CTBN复合材料的制备

4.3实验结果与讨论

4.4 环氧清漆涂层性能测试结果与分析

4.5本章小结

第五章GF-TDI-咪唑啉缓蚀剂复合材料的制备及其性能测试

5.1引言

5.2GF-TDI-咪唑啉缓蚀剂复合材料的制备

5.3实验结果与讨论

5.4 环氧清漆涂层性能测试结果与分析

5.4 本章小结

第六章结论

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的论文