納米復(fù)合氟碳涂料的制備及性能研究.pdf

1、納米復(fù)合氟碳涂料由于其獨(dú)特的物理與化學(xué)性能越來(lái)越受到更多的關(guān)注。本文首先通過硅烷偶聯(lián)劑KH-560分別對(duì)納米TiO2、納米SiO2和納米Al2O3進(jìn)行表面改性，通過傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、透射電子顯微鏡(TEM)、熱重分析(TGA)和分散性實(shí)驗(yàn)等對(duì)改性前后的納米粒子進(jìn)行了一系列分析。在此基礎(chǔ)上，將改性后的納米TiO2、納米SiO2和納米Al2O3添加到氟碳涂料中并制備成相應(yīng)的涂層樣品。通過一系列表征方法測(cè)試納米改性氟碳涂料的

2、各項(xiàng)性能，挑選出最佳納米改性材料。然后逐一探討最佳納米改性材料的尺寸大小、添加量對(duì)納米復(fù)合氟碳涂料性能的影響。主要研究結(jié)論如下：
　　(1)原位改性后的納米TiO2、納米SiO2和納米Al2O3粒子表面成功接枝了硅烷偶聯(lián)劑KH-560的有機(jī)鏈段，納米粒子在有機(jī)溶劑中分散性得到提高；將三種納米粒子添加到氟碳涂料體系中，發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合氟碳涂料的各項(xiàng)性能均優(yōu)于氟碳涂料。其中納米 SiO2粒子改性的納米復(fù)合氟碳涂料經(jīng)SEM觀察的涂層表面以及

3、斷面形貌，發(fā)現(xiàn)在涂層的表面、涂層的厚度層以及涂層與基體材料接觸界面附近均沒有發(fā)現(xiàn)微小的裂紋，涂層的力學(xué)性能、抗老化性能、耐腐蝕性能等均優(yōu)于其他兩種納米粒子改性的氟碳涂料；
　　(2)其次，通過Stober方法成功制備了不同粒徑的納米SiO2粒子，簡(jiǎn)要的討論了KH-560用量對(duì)納米SiO2粒子分散性的影響，并且制備了相應(yīng)的不同粒徑納米 SiO2復(fù)合氟碳涂料，系統(tǒng)的分析了納米 SiO2粒子粒徑大小對(duì)納米復(fù)合氟碳涂料各項(xiàng)性能的影響。通過

4、測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)納米SiO2粒子的粒徑為150nm左右，納米復(fù)合氟碳涂層的表面最為平整，納米 SiO2粒子均勻的分散在氟碳涂料體系中，涂層的力學(xué)性能、耐磨性能、耐腐蝕性能和耐紫外老化性能最為優(yōu)異；而大粒徑納米 SiO2粒子的加入并不能很好的填充氟碳涂層中存在的孔隙，同時(shí)會(huì)造成新的缺陷，使得涂層的各項(xiàng)性能降低；
　　(3)最后將添加量為1％、2％、3％、4％、5％的150nm納米SiO2粒子分別添加到氟碳涂料體系中，制成相應(yīng)的納米復(fù)合

5、氟碳涂料，然后通過一系列表征方法測(cè)試其各項(xiàng)性能。結(jié)果表明：少量的納米SiO2粒子的確能很好的填充氟碳涂層中存在的孔隙，同時(shí)能降低涂層的自腐蝕電位和自腐蝕電流，增加它的耐腐蝕性能；當(dāng)添加量為4 wt.％時(shí)，納米復(fù)合氟碳涂層的力學(xué)性能、耐磨性能、耐腐蝕性能等各項(xiàng)性能最為優(yōu)異；而當(dāng)添加量為5 wt.％時(shí)，由于添加量過大，涂層中的納米級(jí)孔隙已不能容納大量的納米 SiO2，同時(shí)還新增加了涂層的微裂紋，涂層的各項(xiàng)性能急劇下降，且通過 EIS分析證實(shí)