摘 要

本项目针对有机防腐涂料易燃，而无机防腐涂料的脆性较大、成本高、加工困难的缺点，故研究有机/无机杂化复合的新型防腐涂料。该种涂料有效的结合了两种防腐涂料的优点，已经成为防腐产业最新的研究发展方向。

硅溶胶具有非常好的粘接性和阻燃性，但它制作的涂层具有易开裂、防腐能力不足和收缩大的问题，需要对其改性。在本实验中，通过将有机硅跟硅溶胶杂化制备硅树脂，再用其改性聚酯树脂，得到一种新型无机有机杂化涂料。

在实验中首先讨论了反应温度，硅树脂含量等影响复合材料性能的因素，探索出了反应的最佳温度和最优硅树脂含量；当温度在35~45℃之间，硅树脂含量为30%时，有机/无机杂化涂料的性能最稳定。其次，对得到的有机/无机复合材料进行涂膜，测试了涂膜性能，结果表明：该涂料具有较好的耐酸碱性、耐高温性等性能。尤其适合于用在铝合金的表面做涂覆材料。

关键词：有机/无机杂化 硅树脂 阻燃防腐 复合涂料

Abstract

This project is aimed at the new anti-corrosion coating of organic / inorganic hybrid compound, which is flammable with organic anticorrosive coating, and the brittleness of inorganic anticorrosive coating is high, the cost is high and the difficulty of processing is difficult. The kind of paint effectively combines the advantages of two anti-corrosion coatings, anti-corrosion industry has become the latest research and development direction.

Silica sol has very good adhesion and flame resistance, but it produces a coating with easy cracking, corrosion resistance and shrinkage of the problem, the need for its modification. In this experiment, a new type of inorganic organic hybrid coating was obtained by making silicone and silicon sol hybridized to prepare silicone resin and then modified with polyester resin.

In the experiment, the factors affecting the performance of the composites such as reaction temperature and silicone content were discussed. The optimum temperature and optimum silicone resin content were explored. When the temperature was between 35 and 45 ℃, the silicone content was 30 %, The performance of organic / inorganic hybrid coatings is the most stable. Secondly, the coating performance of the organic / inorganic composite was tested. The results showed that the coating had good acid and alkali resistance and high temperature resistance. Particularly suitable for use in the aluminum alloy surface coating material.

Key Words：Organic and inorganic hybrid Silicone Anti-corrosion and Flame retardant Composite coating

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.2有机无机杂化制备方法 1

1.2.1溶胶-凝胶法 2

1.2.2原位聚合法 3

1.2.3插层法 3

1.2.4共混法 4

1.3无机/有机涂料在国内外的应用发展现状 4

1.4本文研究内容 6

第2章 杂化涂料的制备过程 7

2.1实验的准备 7

2.1.1气体搭接准备 7

2.1.2 实验操作要点 7

2.2实验流程 8

2.2.1实验原料 8

2.2.2实验仪器及设备 8

2.2.3实验步骤 9

2.3 检测方法 10

2.3.1 光泽度测试 10

2.3.2 铅笔硬度的测试 10

2.3.3 柔韧性测试 10

2.4本章小结 10

第3章 涂料的性能测试 11

3.1反应温度的影响 11

3.1.1温度对硅树脂稳定性的影响 11

3.1.2温度和硅树脂含量对涂膜铅笔硬度的影响 12

3.2硅树脂含量的影响 13

3.2.1对力学性能的影响 13

3.2.2对热稳定性的影响 14

3.3涂膜的性能测试 14

第4章 结论与展望 16

4.1结论 16

4.2展望 16

参考文献 18

致 谢 20

第1章 绪论

1.1概述

无机防腐材料具有良好环境兼容性和不易燃烧的性能，是一种很有发展潜力的环保型防腐材料。但是它往往具有脆性大、难于加工和高成本的缺点，故很难直接作为成膜物用于涂料中。有机聚合物由于良好的成膜性、附着力、柔韧性使其成为了目前涂料最主要的成膜物。如果将有机与无机材料复合，可以将两者的优异特性结合起来，形成性能更加优良且符合环保要求的复合材料。有机物和无机物的性质差别很大，很难用普通方法进行复合，如何将两者复合进而产生性能更加优异的材料，是一条开发新材料的全新路径，也是现今材料科学发展的前沿方向之一。

有机/无机杂化涂料指的是通过杂化让无机材料和有机树脂复合得到的。有机/无机杂化复合材料与普通的无机有机的复合材料最大的不同点在于，有机/无机杂化复合涂料属于纳米尺度的复合，分散相的纳米尺度至少有一维。两分散相间的互分散相因此更好，而在某些情况下又可能达到原子、分子的水平，因此直接导致有机和无机相间的作用性更强。在这种纳米尺度上的复合，我们习惯将其称之为杂化^[1]。通过该方法得到的涂料具有良好的耐磨性、耐腐蚀等优良的综合性能，尤其是在防腐行业具有重大的发展潜力，为防腐蚀产业提供了一条非常有用的材料制备路线。

在目前的防腐蚀产业中将其分为了重防腐跟轻防腐两大方向。一般重防腐适用于工业防腐领域，比如燃煤电厂湿法脱硫之后容易形成硫酸浓度较高的酸性腐蚀液。这种工况须用到特殊的防腐涂料。有机/无机杂化涂料在重防腐领域中有很大的应用空间，比如以硅烷偶联剂跟硅溶胶和树脂合成的硅系有机/无机杂化材料。最新的产品是德国生产的一款用硅酸盐溶液和改性的异氰酸酯交联反应得到的一种新物质，此种物质的防腐效果良好，能够长期地抵抗硫酸等酸度较高的情况下的腐蚀。而在轻防腐行业，用到有机无机杂化涂料的则相对较少。

1.2有机无机杂化制备方法

随着时代的进步，科技发展的日新月异，有机无机杂化材料也得到了快速的发展，尤其是在其制备方法上经过长时间的努力，慢慢地形成了四种主要的制备方法：溶胶凝胶法、原位聚合法、插层法和共混法。

1.2.1溶胶-凝胶法

溶胶凝胶法是一种比较新的湿法制备有机/无机复合材料制备方法，应用较为广泛。最早提及溶胶凝胶法的工业案例，是1846年用乙醇与四氯化锡反应产生溶胶。一直到上世纪30年代，有学者用此方法制备了氧化物光学薄膜后才引起了大家的注意。真正使其飞速发展是60到70年代，众多前驱物的运用才让这种方法被大家所广泛采纳。随着多年的理论和技术的发展，现在在胶体化学、配位化学等领域形成一定的理论基础，溶胶凝胶法制备技术已不断完善，更多的被运用到各个领域中。