二氧化鈦-聚氨酯紫外光屏蔽涂層的制備.pdf

1、目前,有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料是材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),而在涂料與膠粘劑領(lǐng)域中,由于一些無(wú)機(jī)納米材料如二氧化鈦,二氧化硅的特殊性質(zhì),因此對(duì)其與聚合物的復(fù)合以及復(fù)合材料的性能研究更是吸引了諸多研究人員的注意。
　　 本論文主要研究了二氧化鈦/聚氨酯紫外屏蔽涂層材料的制備,以及二氧化硅增強(qiáng)聚醚膠粘劑的制備,并詳細(xì)探討了制備方法、實(shí)驗(yàn)條件對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　　 (1)通過(guò)溶膠-凝膠法制備了二氧化鈦乙醇溶膠以及二氧化鈦-二氧化

2、硅復(fù)合乙醇溶膠。在制備二氧化鈦溶膠的過(guò)程中,首先通過(guò)乙酰丙酮對(duì)鈦酸四正丁酯進(jìn)行螯合處理,得到改性的有機(jī)鈦前驅(qū)體,再在酸催化條件下制備透明二氧化鈦溶膠。而在制備二氧化硅.二氧化鈦復(fù)合溶膠的過(guò)程中,先在酸催化條件下于乙醇介質(zhì)中制備了酸性二氧化硅溶膠,隨后以乙酰丙酮螫合的鈦酸四正丁酯作為二氧化鈦前驅(qū)體,加入到酸性硅溶膠中,通過(guò)水解縮合反應(yīng)以及硅烷偶聯(lián)劑的作用,制備二氧化鈦-二氧化硅復(fù)合溶膠。將所得的溶膠與聚氨酯水性分散體機(jī)械共混后,使用線棒制

3、得透明的紫外屏蔽涂層。通過(guò)紫外可見(jiàn)光譜,紫外加速老化儀等考察了復(fù)合涂層的紫外吸收性能,同時(shí)考察了二氧化硅改性對(duì)涂層耐候性的提高作用。此外,為了進(jìn)一步擴(kuò)大復(fù)合溶膠的紫外屏蔽范圍,進(jìn)一步復(fù)合了二氧化鈰的乙醇分散體,得到了性能更為優(yōu)越的紫外屏蔽涂料。
　　 (2)采用了細(xì)乳液結(jié)合溶膠.凝膠的方法得到以水相作為連續(xù)相的TiO2-SiO2紫外屏蔽劑。在制備過(guò)程中,首先通過(guò)超聲細(xì)乳化過(guò)程制備了水包油的細(xì)乳液。該細(xì)乳液滴是由乙酰丙酮螯合后的鈦

4、酸正丁酯與二甲苯組成的。隨后,再通過(guò)氨基硅烷和正硅酸乙酯的水解縮合直接在O/W乳液中包覆細(xì)乳液滴。與此同時(shí),在水油界面上的TBT也開(kāi)始水解,從而在油滴內(nèi)部引發(fā)溶膠-凝膠反應(yīng),這樣,便得到復(fù)合的膠體粒子。論文通過(guò)透射電子顯微鏡,表面元素分析,電子能譜等手段研究復(fù)合微球的元素組成,同時(shí),考察了制備條件(如溫度,油相組成,氨基硅烷用量等)對(duì)膠體粒子形貌的影響。并且,本論文通過(guò)紫外可見(jiàn)光譜以及染料底材光敏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了紫外屏蔽涂層的有效性。

5、　　 (3)通過(guò)不同二氧化硅源(正硅酸乙酯,二氧化硅溶膠以及氣相法二氧化硅粉體)的復(fù)配得到了具有較高剪切強(qiáng)度的水性硅烷化聚醚膠粘劑。通過(guò)掃描電子顯微鏡和電子拉力機(jī)系統(tǒng)研究了二氧化硅含量以及種類對(duì)膠粘劑剪切強(qiáng)度的影響,并討論了不同二氧化硅源對(duì)膠粘劑的增強(qiáng)機(jī)理。膠體二氧化硅粒子雖然不能顯著地提高膠粘劑的剪切強(qiáng)度,但可以改善氣相法二氧化硅粉體在膠粘劑中的分散性。三種不同表面性質(zhì)的氣相法二氧化硅粉體的應(yīng)用研究表明,具有中等疏水程度的二氧化硅粉