防涂鸦涂料的开发与测试

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1、LI丨人HH全氢化聚硅氮烷聚甲基（氢化"聚二甲茶硅氮烷CHjHHHHCHjH聚甲基（氢化）聚砖氮烷聚甲硕氯化）/聚甲呈乙烯•某硅氨烷摘耍：介绍了防涂鸦涂料的改进方法，包括选川新树脂如聚硅氮烷，防涂鸦助剂如聚硅氮烷助剂、二氧化硅纳米粒子、聚二甲基硅氧烷、硅烷和含氟表面活性剂，以及采用纳米技术。关键词：防涂鸦涂料；聚硅烷；助剂；纳米技术1引言涂鸦损害是人类现代文明的一大公害，它使物面沾上有害景观的图像或文字，共而破坏其结构。对付涂鸦最为冇效的方法是采用防涂鸦涂料，尤以永久性防涂鸦涂料最受欢迎，其层而

2、便且耐磨，使用久至10年，涂鸦难以沾污其上，或易清除。但这类涂料多数为溶剂型，或与理想的防涂鸦涂料要求冇些距离，近来人们釆用以下一些方法来加以改进。2改进方法2.1选用新树脂防涂鸦涂料的防黏着性强，山此可获得成珠效应，使涂鸦得到遏制。而决定防涂鸦涂料主要性能的是所采用的树脂，现冇的防涂鸦涂料所用的树脂品种冇：聚氨酝、氟树脂、氟硅树脂、水性聚爼酝和水性交联型氟树脂等，而采用新树脂制造防涂鸦涂料亦日见增多，其中聚硅氮烷已日见应用。聚硅氮烷原来只作为高性能陶瓷的原材料，但它作为涂层材料确有巨大的潜力。

3、聚硅氮烷是硅、氮、氢的聚合物，有机聚硅氮烷是山碳和工业氨水以及相应的氯硅烷制成，图1显示了该聚仑物的构造。基于冇机聚硅氮烷可配制成不同类盘的涂料，它具冇多功能特性，包括极高的硕度和耐刮性，高耐化学品性、耐腐蚀性、温度稳定性、易清洁性和阻隔作用，是玻璃、聚碳酸酝、冇机玻璃、聚酝、铝和钢的艮好保护涂层。硅氮原子与底材上的极性基团之间的共价附着作用见图2。CH*CHiISi—NIIHHCH>H图1聚硅風烷的聚合结构聚硅氮烷的一个重要用途是可用作抗涂鸦涂料涂层或其保护层，因此它可用于建筑物和公交运输丄具

4、上，防止在这些设施和装置上乱涂乱画，这些乱涂乱画包括使用喷漆、汕墨，从而可节约用于这些物件上的巨额花费。这种由聚硅氮烷所制成的防涂鸦涂层只需5um就足以对付乱涂乱画。此涂料在室温下1h就可指触干，数天后充分固化。其特性是高交联密度和低表面能（105mN/m），所以它特别能抵御墨水和颜色的渗入。聚硅氮烷涂!/!0110H'底材糜61氮烷涂层在底材上进行共价结合图2硅氮原子与底材上的极性基团之间的共价附着作用对于己风化的涂层，还町以用含聚硅氮烷的涂料罩涂，该涂料目前在欧洲铁路运输系统使用看。聚硅氮烷

5、涂料不仅可以保护涂层农面对付涂鸦，即使在地下矿区,以及因破坏而肮脏的墙壁，籍此可用高压清洗來除去污垢。聚硅氮烷涂料作为防涂鸦涂料还可用丁•防尘涂层的铝轮個，此轮辎在很短时间内因制动而会导致表面积聚道路尘埃和杂质，而且制动器会达到500°C甚至更高温度，-•般使用的农面涂层在这种温度下会发生变色而无法除去，人们用此涂料进行试验，其结果:见表1。表1在旋转质址试验台上进行制动吸尘试验后的AL值涂层体系AL值基于聚硅氮烷的杂化清漆体系-12.65聚硅氮烷漆-6.32基准轮辐漆・33鬼基准轮耦漆+常规纳

6、米保护层•31.97由表1可见，采用聚硅氮烷涂料防尘抗变色耍大大优于其它现有的体系。由于聚硅氮烷涂料的易清洁性和高温稳定性,它还可以在600-C以上高温环境中使用。2.2选川防涂鸦助剂防涂鸦助剂的开发源自于自然界生物的功能，例如许多植物叶片和昆虫翅膀都具有自动清洗功能，它们采用一种机制來去除尘埃颗粒、细菌和真菌，其屮最著名的是莲花叶，俗称荷叶效应，这主要是其特殊的表面形貌和疏水性Z故；特殊的表面形貌阻止污物与其表面亲密接触;而高疏水性则使叶子产生疏水作用。所以水滴会在其表面上滚落，并携带污物落下

7、。这种具有双重结构的表而实际上是纳米和微结构所组成的蜡状材料，微结构减少了接触，从而导致最低的附着力;而蜡状材料使农面疏水，亦即造成低农血张力，造成润湿不H，其与水滴接触角约为160%然而表面单独具有疏水效杲的却很难有耐沾污的功能。所以，作为防涂鸦涂料，必须具冇2个条件：其一是表面必须具备类似蜡状材料那样的较低表面能；其二是其表面必须粗糙，但其粗糙度必须是纳米级或接近纳米级的水平。对涂料衣面的改性还可采用防涂鸦助剂，这些防涂鸦助剂主要冇：聚硅氮烷助剂、二氧化硅纳米粒子、聚二甲某硅氧烷、硅烷和含氟

8、表而活性剂等。纳米组成粒子50~l（X）rim聚硅氮烷的性能止如前述，川此作助剂而制成的防涂鸦涂料可以与底材如玻璃、塑料、复合材料以及金属形成强烈的极性键，从而对底材起着良好的保护。而此助剂山于其结构特征能与大气中的潮气作用导致交联，或通过热作用而形成稠密的二氧化硅网络，这样因其低表血能遂使其涂层不受污渍或标记墨水侵害,成为良好的防涂鸦层而可用于汽车行业、铁路运输、显示标志、铝建筑外墙和候车亭上，此助剂现已被科莱恩公可商品化。外墙涂料需耍高耐沾污性，一些低Tg的基料制成的涂料成膜斤依然发黏，易沾