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硅溶胶基无机涂料的概况及成膜性能概括

浏览次数: 日期:2021-12-22

硅溶胶涂料是以胶体二氧化硅的水分散液为成膜物质,并混有颜料、填料、助剂搅拌分散而成的一种无机涂料。成膜物质硅溶胶是一种粒径为5-40nm的多聚硅酸的高度分散物。涂料是由基料硅溶胶与有机乳液(纯丙、苯丙、醋酸乙烯酯等乳液)复合组成,最常见的颜填料主要由钛白粉、重钙、滑石粉或高岭土等其他天然矿石粉组成,同时稳定的无机涂料配方还需加分散剂、成膜助剂、增稠剂等材料。

之所以硅溶胶涂料的刚性较强,涂料所构成的膜致密、坚韧、硬度高、耐磨性能好,主要是由于硅溶胶在与基材的表面进行交联和固化后,涂层的表面由Si-O-Si 键所构成,Si-O键能较大。涂层的抗氙灯老化性能也随之得到了提高,同样也是因为硅溶胶在基材的表面进行交联固化后,表面内部所含Si-0键的键能较大,破坏Si-O键所需要的能量比原来更多,而且要远远超过破坏C-C键所需要的能量,随着涂料中硅溶胶元素含量的增大,它们可以有效改善涂层的坚韧性和耐氙灯老化的性能,但是涂层的附着力等其它性能都会被影响。随着硅溶胶在涂料中使用率的提升,涂层的附着力则呈现出减弱和下降的趋势,尤其是当涂料组成为全硅时,附着力就会明显减弱。这主要是因为当二氧化硅含量很高时,无机涂层的脆性比较大,容易产生裂纹,导致涂层和基材之间的附着力比较差。同时还可以发现,当硅溶胶的含量太高或者过低时,涂层的抗水性和耐湿热性均比较差,从其抗腐蚀性来说,单纯硅溶胶的抗氧化和防腐性能并不理想,故一般都需要针对硅溶胶进行修饰改性,或者加入有机物来形成有机-无机杂化硅溶胶的涂料。

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