防涂鴉涂料的開發(fā)與測(cè)試

1、摘要：介紹了防涂鴉涂料的改進(jìn)方法，包括選用新樹脂如聚硅氮烷，防涂鴉助劑如聚硅氮烷助劑、二氧化硅納米粒子、聚二甲基硅氧烷、硅烷和含氟表面活性劑，以及采用納米技術(shù)。關(guān)鍵詞：防涂鴉涂料；聚硅烷；助劑；納米技術(shù)1引言涂鴉損害是人類現(xiàn)代文明的一大公害，它使物面沾上有害景觀的圖像或文字，甚而破壞其結(jié)構(gòu)。對(duì)付涂鴉最為有效的方法是采用防涂鴉涂料，尤以永久性防涂鴉涂料最受歡迎，其層面硬且耐磨，使用久至10年，涂鴉難以沾污其上，或易清除。但這類涂料多數(shù)為溶

2、劑型，或與理想的防涂鴉涂料要求有些距離，近來人們采用以下一些方法來加以改進(jìn)。2改進(jìn)方法2.1選用新樹脂防涂鴉涂料的防黏著性強(qiáng)，由此可獲得成珠效應(yīng)，使涂鴉得到遏制。而決定防涂鴉涂料主要性能的是所采用的樹脂，現(xiàn)有的防涂鴉涂料所用的樹脂品種有：聚氨酯、氟樹脂、氟硅樹脂、水性聚氨酯和水性交聯(lián)型氟樹脂等，而采用新樹脂制造防涂鴉涂料亦日見增多，其中聚硅氮烷已日見應(yīng)用。聚硅氮烷原來只作為高性能陶瓷的原材料，但它作為涂層材料確有巨大的潛力。聚硅氮烷是硅

3、、氮、氫的聚合物，有機(jī)聚硅氮烷是由碳和工業(yè)氨水以及相應(yīng)的氯硅烷制成，圖1顯示了該聚合物的構(gòu)造。基于有機(jī)聚硅氮烷可配制成不同類型的涂料，它具有多功能特性，包括極高的硬度和耐刮性，高耐化學(xué)品性、耐腐蝕性、溫度穩(wěn)定性、易清潔性和阻隔作用，是玻璃、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃、聚酯、鋁和鋼的良好保護(hù)涂層。硅氮原子與底材上的極性基團(tuán)之間的共價(jià)附著作用見圖2。聚硅氮烷的一個(gè)重要用途是可用作抗涂鴉涂料涂層或其保護(hù)層，因此它可用于建筑物和公交運(yùn)輸工具上，防止在這

4、些設(shè)施和裝置上亂涂亂畫，這些亂涂亂畫包括使用噴漆、油墨，從而可節(jié)約用于這些物件上的巨額花費(fèi)。這種由聚硅氮烷所制成的防涂鴉涂層只需5μm就足以對(duì)付亂涂亂畫。此涂料在室溫下1h就可指觸干，數(shù)天后充分固化。其特性是高交聯(lián)密度和低表面能（105mNm）所以它特別能抵御墨水和顏色的滲入。造成潤濕不良，其與水滴接觸角約為160。然而表面單獨(dú)具有疏水效果的卻很難有耐沾污的功能。所以，作為防涂鴉涂料，必須具有2個(gè)條件：其一是表面必須具備類似蠟狀材料那樣

5、的較低表面能；其二是其表面必須粗糙，但其粗糙度必須是納米級(jí)或接近納米級(jí)的水平。對(duì)涂料表面的改性還可采用防涂鴉助劑，這些防涂鴉助劑主要有：聚硅氮烷助劑、二氧化硅納米粒子、聚二甲基硅氧烷、硅烷和含氟表面活性劑等。聚硅氮烷的性能正如前述，用此作助劑而制成的防涂鴉涂料可以與底材如玻璃、塑料、復(fù)合材料以及金屬形成強(qiáng)烈的極性鍵，從而對(duì)底材起著良好的保護(hù)。而此助劑由于其結(jié)構(gòu)特征能與大氣中的潮氣作用導(dǎo)致交聯(lián)，或通過熱作用而形成稠密的二氧化硅網(wǎng)絡(luò)，這樣因

6、其低表面能遂使其涂層不受污漬或標(biāo)記墨水侵害，成為良好的防涂鴉層而可用于汽車行業(yè)、鐵路運(yùn)輸、顯示標(biāo)志、鋁建筑外墻和候車亭上，此助劑現(xiàn)已被科萊恩公司商品化。外墻涂料需要高耐沾污性，一些低Tg的基料制成的涂料成膜后依然發(fā)黏，易沾灰，且耐刮性差，使用二氧化硅納米粒子（粒徑在30nm以下）就能克服其涂層的發(fā)黏問題，所以采用10~20nm的二氧化硅微粒，將其分散于水以制成固體含量為40%的水性添加物，并添加到乳液聚合的涂料產(chǎn)品中，從而使涂層具有耐沾