【建筑涂料】建立連接化學(xué)接枝提高涂層對(duì)表面的附著力
表面接枝的分子刷如何增強(qiáng)附著性
本試驗(yàn)主要討論通過(guò)對(duì)由簡(jiǎn)單脂肪族胺基基團(tuán)—— 聚乙烯亞胺(PEI)和氨基硅烷分子組成的分子刷進(jìn)行表面接枝,從而提高涂層的附著力(見(jiàn)圖2)的方法。
為增強(qiáng)涂料對(duì)聚合物和木材的附著力,本文介紹了一種表面處理工藝[7-13]。該工藝成本低,可以連續(xù)地將任意官能團(tuán)植入到聚合物的表面。如圖3所示,該工藝要求聚合物表面發(fā)生氧化反應(yīng),將含氧基團(tuán)如羧基(—COOH) 或羥基(—OH)植入表面。這樣,便形成一系列密集的活性基團(tuán)橋列,為接枝單個(gè)分子刷如聚乙烯亞胺或氨基硅烷分子提供接枝支架,示意圖如圖3所示。分子刷鏈的官能度應(yīng)該能為表面提供與涂層聚合物相匹配的化學(xué)活性。
圖3 分子刷接枝到表面氧化的聚烯烴上的原理圖
(a)聚乙烯亞胺分子;(b)有機(jī)官能硅烷分子
實(shí)驗(yàn)步驟
總結(jié)通過(guò)火焰或電暈放電處理對(duì)聚合物進(jìn)行預(yù)氧化,具體操作如下:
電暈放電:丹麥Tantec EST HV 2010裝置(最大輸出功率:1 kW)。處理速度:0.1~7 m/min;電極-基板間距:2.5 mm。
火焰處理:德國(guó)Arcotec EFT 751火焰處理裝置。處理?xiàng)l件:過(guò)量氧氣1.0%;處理速度:60 m/min;火焰前端與基材距離10~50 mm。
氯化聚烯烴底漆(CPO):采用PPG Hyperprime底漆,噴涂3 μm厚。
將接枝化學(xué)品用去離子水進(jìn)行稀釋到濃度分別為 0.1%、0.25%或0.5%。
先進(jìn)行火焰或電暈前處理,然后應(yīng)用聚合物刷,整個(gè)工藝簡(jiǎn)稱(chēng)為“SICOR”工藝,該工藝已在汽車(chē)行業(yè)商業(yè)化應(yīng)用。圖4舉例說(shuō)明了該工藝是如何提高涂層附著力的。
試驗(yàn)基材是聚丙烯均聚物材質(zhì),型號(hào)為Corton 1024/5HS,該滑石粉填充的聚丙烯復(fù)合材料由Polypacific 公司提供,采用蒙特爾(Montell)聚合物。涂層體系包括多樂(lè)士(Dulux)外用底色漆系列,顏色多樣,面漆均采用雙組分聚氨酯清漆。
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