納米二氧化硅讓（涂料涂層）環(huán)氧涂層變得更強(qiáng)！
納米二氧化硅在環(huán)氧樹脂中的應(yīng)用：
1、耐熱性： 由于納米二氧化硅粒子比表面積很大，與環(huán)氧基體的界面粘接作用強(qiáng)，吸收大量沖擊能，還增加了基體的剛性，因此納米二氧化硅粒子在一定范圍內(nèi)增強(qiáng)增韌環(huán)氧樹脂，同時(shí)還提高了材料的耐熱性．
2、增強(qiáng)增韌作用：由于納米二氧化硅粒子的加入，環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等性能在一定范圍內(nèi)有較大提高，這說(shuō)明納米二氧化硅粒子起到了增強(qiáng)增韌作用．它突出了納米級(jí)二氧化硅優(yōu)良的填充特性，使材料性能有較大的提高．
環(huán)氧涂層耐用的秘密
由于環(huán)氧樹脂屬于液態(tài)聚合物的范疇，因此它要化身成為耐腐蝕的環(huán)氧涂層，還需要固化劑、助劑及顏填料的幫助。其中，納米氧化物常作為顏填料添加到環(huán)氧樹脂涂層中，典型代表有二氧化硅VK-SP30、二氧化鈦VK-T06、氧化鋁VK-L30、氧化鋅VK-J30以及稀土氧化物等。這些納米氧化物憑借自身特殊的尺寸和結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出許多獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，可顯著增強(qiáng)涂層的力學(xué)性能和防腐性能。
納米氧化物顆粒增強(qiáng)環(huán)氧涂層防護(hù)性能的機(jī)理主要有兩點(diǎn)：
一是憑借自身小尺寸的特點(diǎn)有效填補(bǔ)環(huán)氧樹脂固化過程中因局部收縮形成的微裂紋和孔道，減少腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散路徑，從而增強(qiáng)涂層的屏蔽保護(hù)性能；
二是利用氧化物顆粒自身高硬度的特點(diǎn)，提高環(huán)氧樹脂的硬度，進(jìn)而增強(qiáng)涂層的力學(xué)性能。
除此之外，加入適量的納米氧化物顆粒還能提高環(huán)氧涂層的界面結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)涂層的使用壽命。
納米二氧化硅的作用
在這些納米氧化物中，納米二氧化硅SP30（SiO2）是存在感很高的一種。它是一種具有優(yōu)良耐熱性和抗氧化性的無(wú)機(jī)非金屬材料，其分子狀態(tài)呈以[SiO4]四面體為基本結(jié)構(gòu)單元的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中，氧、硅原子之間以共價(jià)鍵直接相連，結(jié)構(gòu)牢固，因此具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、優(yōu)良的耐熱耐候性等。
納米SiO2（VK-SP30）在環(huán)氧涂層中主要發(fā)揮著防腐填料的作用，一方面是因?yàn)榧{米SiO2可以有效填補(bǔ)環(huán)氧樹脂在固化過程中產(chǎn)生的微裂紋和孔道，提高涂層的抗?jié)B透性；另一方面，納米SiO2與環(huán)氧樹脂的官能團(tuán)間可通過吸附或反應(yīng)形成物理/化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)，將Si—O—Si和Si—O—C鍵引入分子鏈中形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高涂層附著力。此外，納米SiO2的高硬度能夠顯著增強(qiáng)涂層的耐磨損性，從而延長(zhǎng)涂層的使用壽命。
將納米SiO2通過共混法直接加入到涂層中是一種簡(jiǎn)單的方法。溶膠-凝膠法合成納米SiO2粉末，并與微米級(jí)SiO2相比，研究了不同粒徑SiO2對(duì)環(huán)氧涂層防護(hù)性能的影響。結(jié)果表明，與微米SiO2相比，納米SiO2能夠顯著增強(qiáng)樹脂-填料界面相互作用，提高環(huán)氧涂層的致密性，進(jìn)而提高環(huán)氧涂層的抗?jié)B透性。
鹽霧實(shí)驗(yàn)顯示，納米SiO2/環(huán)氧復(fù)合涂層的耐鹽霧時(shí)間可達(dá)720h。此外，復(fù)合涂層中分散的納米SiO2顆粒能夠很好地緩解涂層受到的沖擊載荷，提升涂層的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米SiO2/EP復(fù)合涂層的耐磨性比純環(huán)氧涂層提高約50%。然而，納米SiO2表面存在的硅烷醇基易使SiO2自身團(tuán)聚，導(dǎo)致復(fù)合涂層的防護(hù)效果達(dá)不到預(yù)期。因此在此之前，還需要對(duì)納米SiO2進(jìn)行表面改性，才能提高它在環(huán)氧基體中的分散性。
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