工业涂料市场正在发生实质性变化由于环境法规,具有成本效益的nanoparticle-modified涂料可以代表竞争产品。介绍了应用polybranched混合有机-无机涂料。Nanoparticle-based分散体已经准备好了,由溶胶-凝胶方法和粒子表面被修改以适应各种高分子材料混合。188金宝搏bet官网
通过一个合适的原材料选择,稳定剂以及coating-fo188金宝搏bet官网rming添加剂和其他类型的添加剂可以做好准备。类稳定剂和其他添加剂给更广泛的应用范围比目前已知mono-functional稳定剂,可用于涂料、油漆、固化塑料和热塑性塑料。这些产品的各种应用程序将说明耐磨性,耐光性,势垒层和添加剂对制动退化。
混合有机-无机杂化纳米复合材料的设计从功能nanobuilding块被桑切斯等综述了al.1二氧化硅粒子均匀的直径和平均大小为400 nm已经准备通过溶胶-凝胶法和进一步修改胺,异氰酸酯或环氧环组。2修改后的饱和度达到这些组是0.056摩尔% / g的二氧化硅。准备这些材料188金宝搏bet官网与环氧树脂混合复合材料与各种程度的同质性。
透明和抗磨混合有机-无机涂料一直在准备像聚碳酸酯塑料基板。3涂料是基于有机成分(3-isocyanatopropyltriethoxysilane功能化DETA及IMPA)和无机成分(teo和TMOS)通过溶胶-凝胶过程进一步水解。
纳米涂料的应用具有高耐磨性和优越的耐光性、耐候性近期关注在我们的实验室。4环氧树脂涂料改性纳米颗粒显示高耐(图1)和高耐擦伤性与非转基因环氧树脂相比(图2)。这种技术由于具有较高的工业适用性改进的性能和低成本的结合。在涂料工业应用被认为是提高耐磨性和耐光性工业地板,耐磨疏水性涂料的信息和通信技术(信息通信),新的热塑性塑料涂料,新涂料配方(solventborne和水性涂料配方),纳米复合材料与气体的选择性屏障属性和nanofillers生产。
张志贤嫁接二氧化硅和氧化铝纳米颗粒用于获得透明的聚丙烯酸酯纳米复合涂料。5纳米复合材料显示增加耐磨填料含量15至50 wt %。
的合成有机-无机(混合)聚合物用作粘结剂系统功能砌体油漆已经被牛奶甜酒等al.6商用聚合物共价反应了organofunctional硅烷,随后通过溶胶-凝胶交联。
回顾混合聚合物在有机-无机杂化nanocoatings nanobuilding块是由哈斯等al.7 nanobuilding块类型之一是基于有机改性硅醇盐和/或功能化有机低聚物/聚合物。涂层的形成是由无机网络的形成通过缩聚反应(例如,Si-O-Si键形成)的第一步,其次是有机交联(热固化在80 - 180°C或紫外线处理)。另一种类型的nanobuilding块使用甲硅烷基化的有机聚合物,与随后的水解和缩聚反应使硅烷化的单位。
基于有机-无机杂化聚合物Nanobuilding块
不同类型的nanobuilding块可以通过有机改性的溶胶-凝胶产品。该方法为有机-无机杂化nanocoatings提供具有成本效益的交联剂或粘结剂,特别是当nanobuilding块主要由廉价的有机修饰符。另一个优势是,溶胶-凝胶过程和有机改性过程可以在一个单一的执行标准反应堆设备。图3显示了硅烷的水解和缩合原理流程,其次是有机改性。含硅烷胺半个尤其适用于这个过程,也包含羟基硅烷,可以使用sulfhydroxyl组和其他活性组。在有机改性,可以引入官能团,增加固化涂层的交联度。涂层具有高交联度一般展览,耐磨性高于涂料交联度较低。另外,引入官能团在有机改性可以改善涂层和基体之间的附着力与涂层的耐候性。
实验
基于有机-无机杂化聚合物的分子量nanobuilding块被尺寸排阻色谱(SEC)测量。基于一系列的三秒列5µm颗粒和孔隙的大小从10000年到100年一起使用一个标准的泵和示差折光检测器。环己烷作为流动相,样品溶剂和基于聚苯乙烯分子量测定标准。典型的基于有机-无机杂化聚合物的分子量nanobuilding块如本文所述的范围1200 - 7500克/摩尔,如图4所示。典型的剪切速率粘度测量30 s - 1在20000 mP·秒25°C和200 mP·sec在100°C。基于这个粘度,无溶剂的应用程序在适度的温度可能升高。作为一种替代方法,应用环境温度最低的溶剂,因此较低VOC排放可能。
四种不同nanobuilding块基于有机-无机杂化聚合物的制备和使用在每一个应用程序。表1给出了信息在这些nanobuilding块。
结果与讨论
HP-1 77%二甲苯溶液混合成商用漆基于聚丙烯酸酯/异氰酸酯/ hexamethoxymethymelamine阻塞(嗯)。修改后的漆含有38% HP-1和有相同的粘度、透明度和保质期未改性漆。修改后的漆涂层应用于铝表酒吧。涂层在循环空气治好了烤箱在250°C 5分钟。埃氏笔的耐擦伤性测量是1.5 - 2.0 N(与0.2 N以修改的漆)。
HP-2 60%二甲苯溶液应用于表面射出成型聚丙烯均聚物的样本。没有应用的预处理。涂层被加热固化样品表面在155°C 5分钟,然后将整个样品保持在60°C 18个小时。标准磁带测试显示良好的聚丙烯表面固化涂层的附着力。
整洁的hp 3应用硼硅表面和治愈在250°C循环空气炉10分钟。高透明涂层的厚度是1毫米。埃氏笔的铅笔硬度测量是11 - 12 N。
基于11 wt %的丙烯酸清漆的HP-4二甲苯设计应用在微电子硅片需要两部分同时防止磨损和高度疏水。涂层厚度被调整至1µm或低于漆的粘度和旋转涂布方法的参数(速度速度和旋转时间)。涂硅晶圆是治愈在250ºC 2分钟炉空气循环。图5显示了一个典型的厚度概要了白光干涉法。涂层厚度非常均匀,等于1µm。水滴之间的接触角和涂硅晶片是90º,26º高于纯丙烯酸。
结论
Nanobuilding块可以通过有机改性溶胶-凝胶产品。该方法为有机-无机杂化nanocoatings提供具有成本效益的交联剂或粘结剂,特别是当nanobuilding块主要由廉价的有机修饰符。商业可以修改油漆nanobuilding块基于有机-无机杂化聚合物。没有改变透明度、粘度或保质期的漆已经被观察到。基于改性漆固化涂层显示明显提高抗划伤。
Nanobuilding块基于有机-无机杂化聚合物使注塑聚丙烯pre-treatment-free涂层样品可行。可以实现涂层的附着力好。
1毫米厚度的涂层具有高透明度和高铅笔硬度可以通过应用程序的整洁nanobuilding硼硅玻璃块。
薄膜硅基体上涂层可以通过旋转涂布使用稀释nanobuilding块的解决方案。高度疏水表面。
有关更多信息,联系基督教西蒙在基督教。simon@ sintef.no。
确认
作者感谢Jest Beylich涂料的制备和应用,谢尔Olafsen提供粘度结果,布瑞特·萨默SEC-measurements和马丁Fleissner白光干涉法测量和光学显微镜。
引用
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本文提出了在8日纽伦堡国会,创造性的涂料技术的进步,2005年4月在德国纽伦堡。国会是由国家贫困线以下,PRA和Vincentz网络。
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