更新時(shí)間: 2020-03-23
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硅橡膠是分子量高的線型聚硅氧烷，柔韌性好，耐熱性能突出，廣泛用作涂料的基礎(chǔ)聚合物，但其本身力學(xué)強(qiáng)度較差，一般需經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)填料補(bǔ)強(qiáng)后方可應(yīng)用。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性硅橡膠涂料成為發(fā)展趨勢(shì)。白炭黑常用作液體硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料，但與水體系相容性不好，在水性硅橡膠涂料體系中無(wú)法起到很好的補(bǔ)強(qiáng)作用。硅溶膠是以水分散液形式存在的二氧化硅膠體，表面存在大量羥基基團(tuán)，與水性體系相容性好，且二氧化硅粒子表面的硅羥基能夠與硅橡膠形成氫鍵作用，從而起到很好的補(bǔ)強(qiáng)效果。
由于硅溶膠需要靠電荷或其他穩(wěn)定劑來(lái)輔助分散，是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，在儲(chǔ)存過(guò)程中很容易因環(huán)境條件變化而發(fā)生溶膠向凝膠的轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)凝膠化、絮凝或結(jié)塊等問(wèn)題，即使是在室溫下，高純度硅溶膠也很容易自動(dòng)聚結(jié)，產(chǎn)生凝聚。而低溫狀態(tài)下，硅溶膠會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的析出，從而失效。為改善其穩(wěn)定性及其與其他組分的分散均勻性，通常需對(duì)其進(jìn)行表面改性， 通過(guò)各種不同的有機(jī)官能團(tuán)與二氧化硅粒子表面建立共價(jià)鍵，使其具有特殊的表面活性和空間穩(wěn)定性。最常用的表面改性劑為硅烷偶聯(lián)劑，分子結(jié)構(gòu)一般為 R′—Si—(OR)3， R′基團(tuán)親有機(jī)，可以是乙烯基、烷基氨基、烷基環(huán)氧基等，能夠加強(qiáng)與硅橡膠的親和力； OR 基團(tuán)可以是烷氧基、乙酰氧基等，能夠水解并與二氧化硅表面的硅羥基發(fā)生反應(yīng)。
以KH560改性為例，硅溶膠改性后的儲(chǔ)存穩(wěn)定性較改性前有明顯提升，可以經(jīng)歷多次凍結(jié)-融化循環(huán)仍能很快恢復(fù)膠體狀態(tài)。以甲基硅橡膠乳液為基體，改性硅溶膠為補(bǔ)強(qiáng)填料，制備水性硅橡膠涂料，隨著 KH-560 濃度的增加，硅溶膠與甲基硅橡膠之間的相互作用增強(qiáng)，涂層的力學(xué)性能提升；隨著改性硅溶膠添加量的增大，水性硅橡膠涂層的交聯(lián)密度增大，力學(xué)強(qiáng)度升高。
