耐温耐磨双组分瓷膜涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 0 引言众所周知，陶瓷具有高硬度、耐磨、耐酸、耐碱、耐热、耐冷、安全、无毒、肌理富于变化、色彩丰富且不褪色等优异特性，在美化环境、提升人们生活品质等方面，是其他材料不可替代的。但是，陶瓷也有许多缺点：高脆性、韧性差、易碎及耐高低温性差，而且陶瓷产品的加工是高碳产业，需要在很高的温度下成型。所以，在我国及全球都在倡导发展低碳经济的大环境下，近几年，有些研究人员提出开发瓷膜涂料，使其具有陶瓷的优异特性，同时，降低了瓷膜的固化温度，减少碳排放，降低能耗。目前，国际上只有韩国和日本在世纪之交做过此方面研究，其中韩国的研究较为成功，曾经有过小批量的生产，我国的瓷膜涂料基本都是从韩国进口的，价格昂贵，每公斤几百元到上千元不等；近几年我国有高校和少数公司做过此方面研究，但基本处于研发和实验阶段，技术尚未成熟，产品的品质和性能也十分不稳定。1 实验部分11 实验原材料和试剂实验原料和试剂见表1。12 实验仪器与设备实验仪器与设备见表2。13 实验基本配方甲组分配方：各组分的用量按质量百分数计如下：纳米氧化铝分散液（含纳米氧化铝10%~30%）6%~50%， 异丙醇10%~30%， 黑色颜料15%~30%，滑石粉3%~25%，超细硅酸铝3%~25%，高岭土3%~25%，气相二氧化硅01%~2%，分散剂05%~2%，润湿剂05%~2%，流平剂05%~2%，消泡剂05%~2%，碳化硅01%~1%，水5%~30%。乙组分配方：各组分的用量按质量百分数计如下：单体1 为40%~80%，单体2 为10%~30%，单体3为1%~20%，异丙醇8%~30％，催化剂02%~8%。14 实验步骤141 甲组分的制备首先将配方量的纳米氧化铝分散液、异丙醇、分散剂、润湿剂、流平剂和消泡剂依次加入分散罐中，以500 r/min 的搅拌速度分散15 min，再加入黑色颜料、超细硅酸铝、滑石粉和高岭土，以1 000 r/min 的搅拌速度分散25 min，然后移入砂磨机内进行研磨，研磨15 h 后过滤，将所得浆料移入分散罐内，加入气相二氧化硅和碳化硅，再以700 r/min 的搅拌速度分散20~30 min，过滤，包装，即制得甲组分。142 乙组分的制备首先将配方量的单体依次加入分散罐中，以500 r/min 的搅拌速度分散5~10 min，再将催化剂和异丙醇加入分散罐中，搅拌均匀，过滤，包装，即制得乙组分。143 涂料的制备分别按配方量称取甲、乙组分，加入到密闭分散罐中，在700 r/min 的速度下搅拌熟化8~24 h，过滤后，即制得瓷膜涂料。144 涂膜的制备以铝板为样板，经喷砂处理、除油、除脂及去杂质后，采用空气喷涂法将过滤后的涂料喷涂在样板表面，然后在180℃烘箱中烘烤30 min，干膜厚度为20~40 m。145 热硬度与冷硬度测定依据GB/T 67392006《涂膜硬度铅笔测定法》进行硬度测定，所用铅笔为三菱牌硬度铅笔。146 耐高温性测定将带涂膜的铝板放入马弗炉内，打开马弗炉电源开关使其加热升温到设定值，当温度达到300℃时记下时间，1 h 后打开马弗炉，取出铝板冷却至室温，用放大镜进行观察并记录耐温结果，若涂膜无严重黄变且不开裂，则按上述方法进行400℃、500℃和600℃的耐高温性测定。147 烫发器耐磨性测定按照涂膜制备方法制备带涂膜烫发器平板2~3块，连接电源加热；同时准备模特真发，涂抹烫发膏，模拟美发师烫直发模式用烫发器不断地拉直头发，同时观察涂膜的变化，以平板上涂膜漏底为限，记录拉头发的次数。2 结果与讨论21 甲、乙组分配比对涂膜性能的影响甲、乙组分配比对涂膜性能的影响见图1。由图1 可见：甲组分用量越高，涂膜的硬度越高，耐温性越好，光泽度越低；反之乙组分用量越高，涂膜的硬度降低，耐温性降低，光泽度较高。通过实验发现：甲、乙组分配比为2~3∶1 时，涂膜的综合性能较好，涂膜可耐600℃高温，硬度达到6~7H，有光泽，装饰性能好。