0· 引言
近年來,由于人們環(huán)保意識的增強以及工業(yè)化發(fā)展對設(shè)備要求的提高,人們對涂料的要求也不斷提高。除了要求涂料對基材的防護時間增長外,還要求涂料有良好的導(dǎo)電性、耐水性、耐老化性、耐高溫性、耐溶劑性等性能。偶聯(lián)劑由于其特殊的結(jié)構(gòu),無機官能團可水解成硅醇與無機粒子的表面羥基反應(yīng)形成化學(xué)鍵,有機官能團與高分子聚合物以化學(xué)鍵或物理纏繞的方式結(jié)合,從而將無機材料和有機材料有機的結(jié)合起來。偶聯(lián)劑通過這種方式在無機物和高分子聚合物之間形成橋梁,從而使涂料同時具有以上所述的兩種或多種性能。因此,偶聯(lián)劑越來越多的用于涂料行業(yè)。
1· 偶聯(lián)劑在導(dǎo)電涂料中的應(yīng)用
導(dǎo)電涂料涂于非導(dǎo)電底材上,具有傳導(dǎo)電流及排除靜電荷能力的作用。導(dǎo)電涂料通常由基體樹脂、助劑、顏料、導(dǎo)電填料和溶劑組成,通過高速分散混合后涂于非導(dǎo)電底材表面,形成導(dǎo)電固化膜。黃鵬波等[1]研究表明加入NTC-401、CT-136、JSC后體系的電阻升高,而KH-550、KH-570 的加入降低了體系的電阻值,其中加入質(zhì)量分數(shù)為2.5%的KH-550 體系電阻值降低最多。喻冬秀等[2]研制了一種以丙烯酸酯類樹脂為基料的改性碳纖維體系導(dǎo)電涂料,確定了制備碳纖維體系導(dǎo)電涂料的最佳工藝條件:改性碳纖維/ 樹脂質(zhì)量比為0.7,鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-102 采用預(yù)處理用量為1%(質(zhì)量分數(shù)) 和直接加入用量為1.5%(質(zhì)量分數(shù))相結(jié)合,制得的導(dǎo)電涂料綜合性能較好;固化溫度為50 ℃下固化20 min,涂膜厚度為150 mm 時,其表面電阻率達到1.02 Ω/sq。
2· 偶聯(lián)劑在水性涂料中的應(yīng)用
無機納米粒子用于水性涂料可提高其機械性、耐候性、耐刷洗性等性能。但由于納米粒子表面能高、比表面積大、易團聚影響其應(yīng)用效果。為此采用偶聯(lián)劑對無機納米粒子進行表面改性以改善其在水性涂料中的分散性。劉成岑[3]等考察了鋁鈦復(fù)合型偶聯(lián)劑OL-AT1618 改性導(dǎo)電炭黑對水性導(dǎo)電涂料及其電熱膜性能的研究。結(jié)果表明:相對于未改性導(dǎo)電炭黑制備的導(dǎo)電涂料,改性導(dǎo)電炭黑制備導(dǎo)電涂料的體積電阻率要小于前者,但滲流現(xiàn)象出現(xiàn)得較晚,導(dǎo)電涂料的附著力增強;掃描電鏡表明改性導(dǎo)電炭黑在水性樹脂中的分散性提高。與未改性導(dǎo)電炭黑制備的電熱膜相比,在絕熱和室溫通電條件下,改性導(dǎo)電炭黑制備的電熱膜電阻值的穩(wěn)定性提高。孫麗麗等[4]采用硅烷偶聯(lián)劑YGO - 1204,配合分散劑六偏磷酸鈉對TiO2 納米粒子改性,將其應(yīng)用到水性苯丙乳液涂料中。與普通水性涂料相比,其黏度減小,易于施工;且涂層的綜合使用性能明顯提高,其中附著力1 級,耐水性120 h,耐堿性96 h,耐洗擦性超過5 000 次。王訓(xùn)遒等[5]則采用15%的水溶性醇胺型鈦酸酯偶聯(lián)劑對納米碳酸鈣進行表面改性,制得了分散性良好的納米碳酸鈣粒子改性外墻涂料苯丙乳液,大幅提高了涂層的耐水性、耐刷洗性、耐沾污性等性能。
3· 偶聯(lián)劑在環(huán)氧防腐涂料中的應(yīng)用
涂料對底材的防護能力取決于涂料與底材之間的附著力,涂料與底材之間的附著力越大,起到的保護作用越久。偶聯(lián)劑作為附著力促進劑,直接添加到涂料體系中可提高涂料與底材間附著力。謝國先[6]等研究了氨基硅烷偶聯(lián)劑對環(huán)氧涂層與鋼鐵基底材料的附著力的影響。研究表明,氨基硅烷偶聯(lián)劑在極少量水分的條件下就能夠水解形成硅羥基,添加氨基硅烷偶聯(lián)劑的涂料與底材之間有化學(xué)鍵作用,能夠顯著提高涂料與底材的附著力;與純環(huán)氧涂料相比,可以提高5~6 MPa。紅外和反射紅外分析,添加氨基硅烷偶聯(lián)劑的涂層與鋼鐵底材有化學(xué)鍵的作用。
4 ·展望
隨著工業(yè)化發(fā)展,涂料行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)也越來越多。紫外光固化涂料、自潔防污涂料、光催化涂料等功能性涂料應(yīng)運而生,這些特種涂料的發(fā)展都離不開納米粒子,而偶聯(lián)劑有效地解決了納米粒子在高分子材料中分散難的瓶頸,為特種涂料的發(fā)展注入了新的活力,大大推動了涂料行業(yè)的發(fā)展。