爱问共享资料氨基硅烷偶联剂对环氧涂层附着力的影响文档免费下载，数万用户每天上传大量最新资料，数量累计超一个亿 ，氨基硅烷偶联剂对环氧涂层附着力的影响谢国先邱大健李朝阳肖祥定武汉材料保护研究所湖北武汉430030[摘要]研究了氨基硅烷偶联剂对提高环氧涂层与钢铁基底材料的附着力的作用主要对其水解特性和对涂层附着力的影响进行了测试并利用反射红外RAIR对氨基硅烷偶联剂的作用机理进行了分析根据结果得出氨基硅烷偶联剂在极少量水分的条件下就能够水解形成硅羟基添加氨基硅烷偶联剂的涂层与底材之间有化学键作用能够明显提高涂层与底材的附着力与纯环氧涂层相比能大大的提升56MPa[关键词]氨基硅烷偶联剂铁基底材水解附着力[中图分类号]TQ6304[文献标...

  氨基硅烷偶联剂对环氧涂层附着力的影响谢国先邱大健李朝阳肖祥定武汉材料保护研究所湖北武汉430030[摘要]研究了氨基硅烷偶联剂对提高环氧涂层与钢铁基底材料的附着力的作用主要对其水解特性和对涂层附着力的影响进行了测试并利用反射红外RAIR对氨基硅烷偶联剂的作用机理进行了分析根据结果得出氨基硅烷偶联剂在极少量水分的条件下就能够水解形成硅羟基添加氨基硅烷偶联剂的涂层与底材之间有化学键作用能够明显提高涂层与底材的附着力与纯环氧涂层相比能大大的提升56MPa[关键词]氨基硅烷偶联剂铁基底材水解附着力[中图分类号]TQ6304[文献标识码]A[文章编号]03-0022-03[收稿日期]200710130前言涂层对铁基底材防护效果的好坏除了涂层本身的防腐蚀性能还取决于涂层与铁基底材之间的附着力即它们之间的物理或化学作用力这种作用力越大在腐蚀环境条件下涂层与铁基基材的附着力保持得越久涂层可以轻松又有效地保护基材从而延长基材的常规使用的寿命国内外专家就涂层的附着机理作了大量的研究认为最重要的包含机械附着和化学附着机械附着取决于涂料的润湿性能和底材表面的粗糙度等化学附着则是涂料中的极性基团与基材表面的极性基团间的化学作用一般认为化学附着更为牢固近些年来对附着力促进剂的研究比较热门其中对硅烷偶联剂研究得较多硅烷偶联剂是具有特殊结构的物质其分子链两端一般都带有活性基团其结构为YRaSiXbX是烷氧基团通常可以水解成极性的硅羟基吸附于铁基表面并与之反应[1]Y是另一种活性基团如氨基环氧基等可以与涂料体系中的活性基团反应这样硅烷偶联剂就能够在涂层和铁基底材之间形成一种连接纽带改善涂层与基材的附着力[2]VanOoij等[35]以及徐溢等[68]对硅烷偶联剂的水解作了深入仔细的研究认为用硅烷偶联剂的稀溶液处理金属能达到好的附着及防腐蚀效果但这种处理工艺很复杂既要控制溶液的浓度温度以及pH值还要控制浸泡时间和烘烤时间等参数因此实际应用受到了限制本工作选择氨基硅烷偶联剂作为附着力促进剂直接添加到涂料体系中研究了氨基硅烷偶联剂对环氧涂料与铁基底材之间附着力的影响1试验11试验原材料以及仪器试剂环氧树脂CYD128稀释剂D1217氨基硅烷偶联剂环氧固化剂Tz600胶粘剂EP10S100无水乙醇分析纯试片普通低碳钢规格750mm500mm25mm仪器elcometer公司产FA0020型拉拔仪大普

  仪器有限公司产DDS11A型电导率仪AVATER产DTGS370型红外光谱仪12试验内容1试片处理将试片除油清理洗涤干净后烘干水分然后用粗砂纸180目打磨使试片表面处理达到St3级用脱脂棉擦干净表面后放入干燥箱中备用2涂料配制涂料的基本配方如下原料组分质量gA组分CYD127D1217铁红云母滑石粉二氧化硅分散剂BYK163流平剂BYK411消泡剂BYK060氨基硅烷偶联剂2B组分TZ6007022第41卷第3期2008年3月材料保护MaterialsProtectionVol41No3Mar20083氨基硅烷偶联剂水解性能的测定水解性能测定是利用电导仪测定硅烷偶联剂水溶液达到最高的平衡电导率的时间4涂层附着力的测定涂层的附着力根据GBT521085进行测定5红外及反射红外分析根据红外分析试验中烷氧基和硅羟基的吸收峰来分析氨基硅烷偶联剂水解的程度利用反射红外分析试验来分析添加氨基硅烷偶联剂的涂层与底材之间是不是有化学键作用2试验结果与讨论21氨基硅烷偶联剂的水解性将氨基硅烷偶联剂直接添加到环氧涂料中要使其发挥偶联作用就必须让硅烷偶联剂快速水解形成硅羟基硅烷偶联剂水解速率能够最终靠水溶液的电导率来反映水解越快水溶液就会在越短的时间内达到最高的平衡电导率也就是说如果硅烷促进剂达到最大的电导率的时间越短相应的硅烷偶联剂的水解能力就越强选用的氨基硅烷偶联剂在稀溶液和高浓度的水解情况见图1和图2从图1能够准确的看出氨基硅烷促进剂在很短的时间2min内就达到很高的电导率稍微下降趋于平缓达到水解平衡表明氨基硅烷偶联剂水解能力强平衡时溶液为醇水硅烷偶联剂铵根离子及硅烷的混合溶液由于大量水分的存在硅羟基浓度小自缩合速度慢溶液中硅烷铵根离子和硅羟基共同形成导电物质因此电导率在一段时间内保持在较高的水平图2表明氨基硅烷偶联剂在少量水的情况下也能快速水解产生大量的硅羟基图中电导率急剧下降表明产生的硅羟基自缩合导致硅羟基大量地减少而只有少数的水分产生硅羟基补充仅由硅烷铵根离子产生电导因此电导率下降迅速这也说明在氨基硅烷偶联剂溶液中硅羟基是产生电导的主体图中氨基硅烷偶联剂水解的电导率都很高表明硅烷偶联剂水解形成的硅羟基浓度很高也说明氨基硅烷偶联剂极易水解也就是说氨基硅烷偶联剂在极少量水的情况下也能水解产生硅羟基因此在无溶剂环氧涂料中直接加入氨基硅烷偶联剂来改善涂层与底材的附着力是可行

  的22氨基硅烷偶联剂对附着力的影响将氨基硅烷偶联剂按涂料试验配方直接添加到环氧涂料中混匀后涂刷试片待完全固化后用拉拔法测试涂层与底材的附着力图3是氨基硅烷偶联剂对附着力的影响图3不同硅烷促进剂对附着力的影响图3中零点附着力表示没有加氨基硅烷偶联剂时的附着力大小为70MPa左右从图中能够准确的看出开始时随着氨基硅烷偶联剂量的增加附着力逐渐增大当用量增到总量的2时附着力达到最大129MPa之后有下降的趋势但附着力仍在100MPa以上氨基硅烷偶联剂的加入显著地提高了涂层与底材的附着力这一方面是硅羟基与底材以化学键作用的结果另一方面是氨基与环氧涂料中的环氧基反应形成互穿网络结构的作用23红外分析试验发现氨基硅烷偶联剂直接加入到环氧涂料中能够显著地增加涂层与底材的附着力为了进一步研究其作用机理采用红外及反射红外进行了分析图4是氨基硅烷偶联剂的红外光谱图5是涂层与底材界面层的反射红外光谱图4中3266cm-1处的强吸收峰以及1067cm-1处出现的较强峰表明氨基硅烷偶联剂中存在SiOH也就是说所用的氨基硅烷偶联剂由于强的水解23氨基硅烷偶联剂对环氧涂层附着力的影响图4纯氨基硅烷偶联剂的红外光谱曲线性吸收空气中的水分而水解产生了硅羟基28392936cm-1出现强的烷氧基吸收峰表明溶液中存在较多的烷氧基没有被水解在773cm-1处强的硅氧烷基吸收峰以及13061411cm-1的烷基吸收峰进一步表明体系中有较多的烷氧基未被水解图5涂层与底材界面层的反射红外光谱图5中在799cm-1处的硅烷氧烷基峰以及909cm-1处较强的SiOH吸收峰表明在涂层与界面上有硅烷偶联剂的存在表明氨基硅烷偶联剂向底材发生了迁移与图4相比图5中羟基峰明显减弱说明硅羟基与涂层或底材发生了作用从而被消耗了同时羟基峰从图4中3266cm-1位移到3296cm-1表明硅羟基与底材或涂层形成了新的化学键图4中28392936cm-1的烷氧基峰在图5中相应位置的强度变弱表明有更多的烷氧基水解而硅羟基的量却减少了又由于硅烷偶联剂分散在涂料中硅羟基缩合形成SiOSi的几率小图5中1225cm-1处的SiOSi的弱吸收峰就说明了这一点这也进一步说明大量的硅羟基与涂层及底材发生了作用3结论1氨基硅烷偶联剂水解作用很强在极少量水分的条件下也能够水解形成硅羟基2氨基硅烷偶联剂直接加入到环氧涂料中能够明显提高涂层与底材的附着力与纯环氧涂层相比能大大的提升56MPa3

  通过红外和反射红外分析添加氨基硅烷偶联剂的涂层与钢铁底材有化学键的作用[参考文献][1]尹志岚硅烷偶联剂对不锈钢表面膜基结合强度的影响[J]功能高分子学报02[2]SathyMNYaseenMRoleofpromotersimprovingadhensionoforganiccoatingtoasubstrate[J]ProgressinOrganicCoatings3[3]VanOoijWJChildJProtectingmetalswithsilanecouplingagents[J]ChemTech1998282638[4]ZhuDVanOoijWJAdhesJAdhesinpromoters-handbookofcoatingsaddtives[J]SciTecnol246[5]PanGAdhesionpromoterssurfacecoating[J]ThinSolidFilms200653439[6]徐溢徐铭熙王楠等金属表面硅烷试剂防腐蚀涂层性能测试[J]应用化学33[7]徐溢王楠张小凤等直接作用金属表面新型防护涂层的硅烷偶联剂水解效果分析[J]腐蚀与防护59[8]徐溢唐守渊滕毅等金属表面处理用硅烷试剂的水解与缩聚[J]重庆大学学报4[编辑段金弟]佛山产业转移园严禁引入电镀等重污染项目2008年初从佛山市经贸局获悉佛山清远产业转移工业园刚被省政府认定为广东省产业转移工业园至此佛山与兄弟城市共建的产业转移工业园已有6个获省认定佛山清远产业转移工业园位于清远经济开发区百嘉工业园内开发面积为43732公顷首期环评批准引进的主要产业是无污染或轻污染低水耗低能耗低物耗的电子信息移动通讯等高新技术产业同时严禁引入生物制药电镀制革印染化工造纸等重污染以及废水大量排放或排放含有第一类污染物的项目入园广东省经贸委的相关公告要求两地政府严格执行省政府关于我省山区及东西两翼与珠江三角洲联手推进产业转移的意见试行∀广东省产业转移工业园认定办法∀和相关的政策规定依法依规做好产业转移工业园的环保规划投资开发建设和招商引资等工作加快完善产业转移工业园基础设施等配套条件确保产业转移工业园健康快速可持续发展据珠江商报24氨基硅烷偶联剂对环氧涂层附着力的影响

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