納米二氧化硅讓(涂料涂層)環(huán)氧涂層變得更強!
納米二氧化硅在環(huán)氧樹脂中的應用:
1,、耐熱性: 由于納米二氧化硅粒子比表面積很大,與環(huán)氧基體的界面粘接作用強,,吸收大量沖擊能,,還增加了基體的剛性,因此納米二氧化硅粒子在一定范圍內增強增韌環(huán)氧樹脂,,同時還提高了材料的耐熱性.
2,、增強增韌作用:由于納米二氧化硅粒子的加入,環(huán)氧樹脂復合材料的沖擊強度,、拉伸強度,、斷裂伸長率等性能在一定范圍內有較大提高,這說明納米二氧化硅粒子起到了增強增韌作用.它突出了納米級二氧化硅優(yōu)良的填充特性,,使材料性能有較大的提高.
環(huán)氧涂層耐用的秘密
由于環(huán)氧樹脂屬于液態(tài)聚合物的范疇,,因此它要化身成為耐腐蝕的環(huán)氧涂層,還需要固化劑,、助劑及顏填料的幫助,。其中,納米氧化物常作為顏填料添加到環(huán)氧樹脂涂層中,,典型代表有二氧化硅VK-SP30,、二氧化鈦VK-T06、氧化鋁VK-L30,、氧化鋅VK-J30以及稀土氧化物等,。這些納米氧化物憑借自身特殊的尺寸和結構,呈現(xiàn)出許多獨特的物理和化學性質,,可顯著增強涂層的力學性能和防腐性能,。
納米氧化物顆粒增強環(huán)氧涂層防護性能的機理主要有兩點:
一是憑借自身小尺寸的特點有效填補環(huán)氧樹脂固化過程中因局部收縮形成的微裂紋和孔道,減少腐蝕介質的擴散路徑,,從而增強涂層的屏蔽保護性能,;
二是利用氧化物顆粒自身高硬度的特點,提高環(huán)氧樹脂的硬度,,進而增強涂層的力學性能,。
除此之外,加入適量的納米氧化物顆粒還能提高環(huán)氧涂層的界面結合強度,,延長涂層的使用壽命,。
納米二氧化硅的作用
在這些納米氧化物中,納米二氧化硅SP30(SiO2)是存在感很高的一種,。它是一種具有優(yōu)良耐熱性和抗氧化性的無機非金屬材料,,其分子狀態(tài)呈以[SiO4]四面體為基本結構單元的立體網(wǎng)狀結構。其中,,氧,、硅原子之間以共價鍵直接相連,,結構牢固,因此具有穩(wěn)定的化學性質,、優(yōu)良的耐熱耐候性等,。
納米SiO2(VK-SP30)在環(huán)氧涂層中主要發(fā)揮著防腐填料的作用,一方面是因為納米SiO2可以有效填補環(huán)氧樹脂在固化過程中產生的微裂紋和孔道,,提高涂層的抗?jié)B透性,;另一方面,納米SiO2與環(huán)氧樹脂的官能團間可通過吸附或反應形成物理/化學交聯(lián)點,,將Si—O—Si和Si—O—C鍵引入分子鏈中形成三維網(wǎng)絡結構,提高涂層附著力,。此外,,納米SiO2的高硬度能夠顯著增強涂層的耐磨損性,從而延長涂層的使用壽命,。
將納米SiO2通過共混法直接加入到涂層中是一種簡單的方法,。溶膠-凝膠法合成納米SiO2粉末,并與微米級SiO2相比,,研究了不同粒徑SiO2對環(huán)氧涂層防護性能的影響,。結果表明,與微米SiO2相比,,納米SiO2能夠顯著增強樹脂-填料界面相互作用,,提高環(huán)氧涂層的致密性,進而提高環(huán)氧涂層的抗?jié)B透性,。
鹽霧實驗顯示,,納米SiO2/環(huán)氧復合涂層的耐鹽霧時間可達720h。此外,,復合涂層中分散的納米SiO2顆粒能夠很好地緩解涂層受到的沖擊載荷,,提升涂層的力學性能。實驗結果表明,,納米SiO2/EP復合涂層的耐磨性比純環(huán)氧涂層提高約50%,。然而,納米SiO2表面存在的硅烷醇基易使SiO2自身團聚,,導致復合涂層的防護效果達不到預期,。因此在此之前,還需要對納米SiO2進行表面改性,,才能提高它在環(huán)氧基體中的分散性,。
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