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自修復涂料的性能和配方研制研究

  • 來源:互聯網
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  • 2014-12-25
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徐熾煥
  
  (上海市徐匯區東安路東安一村45號,上海200035)
  
  摘要:本文研制的自修復涂料系統含有許多特點,硅氧烷單體自修復劑HOPDMA-PDES按相分離分散在介質中,而同時催化劑在微膠束中,HOPDMA與PDES不會發生反應,只有當催化劑從微膠束中破殼而出與自修復劑完全混合并固化后,自修復劑才完成任務。
  
  關鍵詞:自修復;涂料;硅氧烷
  
  中圖分類號:TQ637文獻標識碼:B文章編號:1007-9548(2011)12-0021-04
  
  0·引言
  
  自修復涂料是一種有自動愈合能力的新型涂料,近十多年發展很快。它一方面可及時與周圍環境隔離開來,防止進一步擴大受創傷的范圍,特別在極端腐蝕的情況下,避免重大泄漏而造成嚴重環境污染的事故發生。它又能及時自動修復被劃傷、擦傷或受損的表面,保持其表面高裝飾性的美觀與光澤,從而延長涂膜的使用壽命。從經濟意義上講也是很大的,這正是用戶與供應商長期以來所追求的目標。
  
  據報導[1-2],2001年以來,全世界每年用于防腐蝕的費用約有3000億美元。按一個國家每年的GDP值來算,占該國GDP值的2%~5%,這個數字使人感到十分震驚,深深感到涂料行業工作者的重擔在身。以美國的伊利諾斯州大學為例,2001年,White等進一步證實了這種新型涂料的修復功能,繼之有不少研發論文發表。如有微/納米膠囊法、可逆化學法、微脈管網絡法、納米粒子相分離法、聚離聚物法、中空纖維(管)法及單體相分離法等報道,這些方法中以微膠囊與原位聚合法最為簡單并容易放大實現商業化生產。這種經Whitre等[3]提出的自動修復功能概念見圖1。圖中A發生損害(外力)處而形成裂縫;B裂縫遇到微/納米膠囊繼續開裂,經過毛細管作用在開裂面上釋放出自愈劑;C自愈劑與催化劑接觸,引發鍵的聚合或使裂縫面的愈合。
  
  最近研究指出,先前所采用的化學體系所具有的某些缺陷,易于與聚合物基材或與空氣發生副反應,即不穩定性。目前,SHCho等[4]已用錫催化劑來縮聚相分離的羥基化聚二...硅氧烷(HOPDMS)及聚二乙氧基硅氧烷(PDES)的液滴。錫催化劑(DBTL)被包裹在聚氨基甲酸乙酯的微膠囊之內并嵌入在乙烯酯的基材里。當微膠囊遭到機械力的損壞時,錫催化劑就釋放出來。他們認為這種自修復劑較以前各種自修復劑有不少優點,如1)在雨天或潮濕環境下,能保持有較好的自愈的化學性;2)在升高溫度(>100℃)時,仍能保持其自愈的化學性;3)其配方的組成來源較廣,可用性較強,且價格較低;4)可同聚合物基材進行簡單的混合。

  圖1自動修復功能的概念

  1·試驗部分
  
  1.1聚二...硅氧(烷)自修復的化學反應機理

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