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硅溶胶基水性无机涂料具有耐沾污、耐磨、高硬度、成本低廉等优点,但是作为成膜物质的硅溶胶中二氧化硅粒子间脱水时体积收缩过大,会导致形成的无机涂膜呈刚性,易开裂、产生微孔等漆膜缺点。因此,硅溶胶在作为主要成膜物质使用时,常常需要对其进行改性。本论文通过水性聚碳酸酯对纳米硅溶胶溶液进行改性及其复合涂料的制备,解决了硅溶胶涂料成膜性能不佳、脆性大等问题。主要从以下几个方面进行了科学、系统地研究。1、采用正交设计试验的研究方法,通过加入硅烷偶联剂的发挥作用,确定出水性聚碳酸酯改性硅溶胶复合乳液的最佳配方方案;探讨研究了pH值、硅烷偶联剂含量、改性剂含量对纳米硅溶胶复合乳液粒径和稳定性的影响,并在此基础上,使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、同步热分析仪(TG-DSC/DTA)对其涂层进行了相应的性能表征,实验结果表明:水性聚碳酸酯改性硅溶胶复合乳液,当复合乳液体系的pH=9-10、硅溶胶与聚碳酸酯的质量比为2︰3、硅烷偶联剂的加入量占硅溶胶的1%时,配方取得最优的配比,即改性硅溶胶复合乳液的性能较好。2、采用正交设计试验的方法来对涂料配方进行设计,对影响涂料样品的各个因素进行深入、系统地研究,优化涂料配方,确定涂料助剂体系中各助剂的选择种类,并对其性能影响进行对比分析研究。研究结果分析如下,优选出的最佳的涂料配方比例为:A因素成膜基料的添加量为:30%;B因素有机硅助剂的添加量为:0.6%;C因素分散剂的添加量为:0.6%;D因素金红石型钛白粉的添加量为:6.82%;E因素滑石粉的添加量为:5.45%;F因素重质碳酸钙的添加量为:11.36%;G因素煅烧高岭土的添加量为:3.09%。选用SN-5027作为制备涂料的分散剂,DF-8202和BYK-024分别作为制备涂料的两个阶段的消泡剂,AMP-95作为涂料的pH调节剂,Hydrosil 2926作为涂料的有机硅助剂。最终改性硅溶胶复合乳液涂料的硬度可达7 H,附着力为1级,耐洗刷次数超过12000次,耐沾污性为7.9%,涂膜性能优异。