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有机——无机杂化涂料

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有机一一一无机杂化涂料

Organic—InorganioHybrid

Coatings

摘要:简述了有机一无机杂化溶料体系概念及分机组分的结合则叫以解决这些问

题c

聚硅氧烷杂化淙牡}及杂化体系在潦加剂,术材,光,m^\/,,…^.\

大的发展空间.I

)/\…J\\\人人

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--杂化淙利作为专用术贴bJ)也反映小少特蛛津圈1杂化涂料构成圈

料,I卜基化机{!能特祉差异巨六.能嚣同样杂化泞料也有跌点?它们的价格远远高

纯有机

愀慝耀涂属性能或音说通过其他方斌都无法逾越的冻料,rfri17Ll三的应用也更削

复杂

了彤=二【=棚;内涂:

机绢州分子或

l,J2杂化体系的分类

-4无I杂化这个概念出观的时s]币长伊其荒杂化体系大致以分为以I,四茭

旷鹱速,多少{I-Xlt;此娄津很少4商臆削.(】)无机錾质

宦锌让雌盐涂壮【就星鼹典型的倒于.它音韵少的有少量的有机加八钏大镊的无

机牲质中,混合后简

午『:.盼c烷慕硅略酩』1式),这种涂纠的户外耐蚀性单地包埋于其中,

能.【剖50~b2久.妇璺斋监I增nI20s:l:的保护目问,(2】有机肆屈

】n】钋滁r抖一的糸化体系(如环钮聚hj』I仟何含自无1髓填料的普通涂料者

被1人为足该

氧烷)提供优越的耐蚀吖能和刊候性能.审实七禽畦氧类体系一伊这只不过是一个

简单的矗.殳,其变像体系限T

烷的涂展己,使lIt.从技术【一来看它俑十杂化体系.,口那无机材料以合的方式【司

有机组分牢国地结

直以戈人{rl}tk.tE!此类涂料贴i珙化标鸯.赵的涂料-

A熬的语III.鼋用一-杂化这个词呢7陧f3)IPN(互穿聚合物网络体系)

I绐』个篙I箐枣许多机,尽管它们可以有机和无机聚合物l蚓络结构锅自单独形

成?伊又轻微

台到涂抖I.摧1批础扈和酬磨州,足它们损害了涂料的牯结存起a聚合物n]含有

溶胶凝胶体系的就是这类

囊伽I+tmT厨房其r的瓷面漆,有莆很高的_啊热1生型的津料-

和j磨I.fuj~.,们la41帛有限.许多况卜,陶瓷(4)真正的杂化体系

COatingsReview

有机和无机两种体系以化学键相互连接而形成真正

的分子杂化.

3溶胶一凝胶反应

形成杂化体系最常见的反应为溶胶一凝胶反应,生成

的分散胶体,可以单独使用,也可以混入到有机涂料中.

这种方法起初是用于生产不需要高的反应(或施工)温度的

M(OR)n+xH20

一

M一0H+H.0.M

-

M-O-H+R-O.M

无机氧化涂层(如陶瓷涂层),但目前它已经通过多种方

法被引用于生产杂化涂料.

一

般的溶胶一凝胶反应如图2所示,该反应以醇作为

溶剂,同时要加入少量水来控制反应进程.首先通过水解

使侧基的烷氧基组分变成醇而生成溶胶.然后干燥涂覆过

的溶胶生成有微孔结构的凝胶涂层,最后经过高温固化形

成一种高致密的陶瓷涂层.

M(OR)n.x{OH)x+xROH(Hydrolysis—first啪

M-0-M+—,0(I:)~ylt;lmtion}I

《war1)l{oormlensstion)

M-O-M+R0H(Oealcoholalion)I

《alcohollost)

M;metsllsi.Ti.Ba.Zr,掌Ic)

R鼻II【_一(hyl●I^3rIe杷)group

一.x;Va帅fL|—_lI舯

图2溶胶一凝胶反应示意图

图2中,M表示一些金属元素如:si,Ti,Ba,zr等,

R表示烷基组分(甲基,乙基等),经水解生成醇.如果R

基团有一部分被不能水解的有机组分所代替,剩余的有机

基团经过水解和缩聚后形成无机网络结构,同时在主链上

连有有机侧基.

溶胶一凝胶过程所得的产物是一个均相体系,没有明

显的相界面,所有的官能团都通过化学键连接.该体系中

含有的无机材料提供漆的热及机械稳定性,有机组分则提

供成膜性,这样体系与底材的附着力更好,并有着比陶瓷

涂料更好的柔韧性.

依靠有机基团,产物可以烘烤成膜,如果含有甲基丙

烯酸基,乙烯基或者环氧基的活性基团可以加入适当的固

化剂来生成完全交联的涂料.该过程是很灵活的,有机和

无机物之间的比例可以任意改变,而且可以根据应用的要

求来选择适当的反应顺序.可以加入活性有机基团通过溶

胶一凝胶过程形成单分子物质后再逐渐聚合:也可以溶胶