低表面能改性硅溶胶的制备与研究

来源 :大连交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:catknight
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疏水表面在自清洁、防腐蚀、防覆冰等领域具有重要作用,具有优异性能的疏水表面被广泛应用在工业生产生活中,为了提高材料的疏水耐污性,主要方法有两种,一是在材料表面镀上疏水涂层,二是降低材料表面能。MTMS内存在具有疏水性的甲基,Si O2具有优异的性能构建粗糙结构,MTMS对Si O2进行改性,可以通过引入低表面能物质制备出疏水涂层。本文主要以硅溶胶与硅烷偶联剂为原料,通过溶胶-凝胶法,制备出三种不同系列的低表面能改性硅溶胶,用以涂覆在金属表面,从而达到疏水耐污效果。水性双组份改性硅溶胶的制备,主要选用MTMS与硅溶胶为原始材料,硝酸、醋酸为p H调节剂,通过在室温下进行水解-缩聚反应,确定最佳工艺为:p H值为3.5,m有机硅烷:m硅溶胶(Si O2质量分数为30%)=9:10,得到的改性硅溶胶涂层在180-300℃范围内保温1 h,接触角>90°,具有疏水性,硬度≥6 H,耐温性可达500℃左右。单组份甲基改性硅溶胶的制备最佳工艺为:以MTMS与硅溶胶为原始材料,m有机硅烷:m硅溶胶(Si O2质量分数为30%)=9:10,硝酸作为p H调节剂,p H值为3.0,溶剂分别为正丁醇、异丙醇,固含量为30%,得到的改性胶涂层在室温固化后和180℃加热保温1 h后,接触角>90°,附着力≤1级,耐温性达到450℃单组份甲基-苯基改性硅溶胶,以MTMS、DMDPS、硅溶胶为原料,制备最佳工艺条件为:p H为3.5,选用醋酸作为p H调节剂,选用二乙二醇丁醚做溶剂,R/Si值为1.35,m有机硅烷:m硅溶胶(Si O2质量分数为30%)=13:10。得到的单组份甲基-苯基改性硅溶胶涂层只有在200℃固化1 h后,接触角才能大于90°,并随着温度的升高而逐渐降低,硬度≥6 H,耐热温度在450℃左右。本文通过对最佳工艺制备的改性硅溶胶涂层进行详细研究,结果表明涂层不仅具有良好的疏水功能,同时在耐高温性、硬度等方面同样具有优异的性能。
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