硅溶胶改性及其对水性硅橡胶涂料的补强作用

目的改善硅溶胶的储存稳定性,提高水性硅橡胶涂料的强度。方法将硅烷偶联剂KH-560缓慢加入硅溶胶中,60℃下缓慢搅拌,使其建立化学键。通过体系p H值及宏观形态变化对其改性机理进行分析,并对改性前后的形貌、尺寸、热稳定性、Zeta电位和冻融稳定性等进行表征。将改性硅溶胶和耐热纤维加入自制的硅橡胶乳液中,制备水性硅橡胶涂料,对固化后涂层的拉伸强度、断裂伸长率、拉剪强度及拉开强度进行测试,考察改性硅溶胶的补强作用。结果 KH-560的甲氧基与硅溶胶粒子表面的silica-O-或silica-OH反应,建立新的Si—O—Si键,增大了硅溶胶粒子的空间排斥力,双电层效应减弱。改性硅溶胶经历5次冻结—融化循环仍能很快恢复胶体状态,且粒子形貌、尺寸及分布没有明显差异。以改性硅溶胶为补强填料,水性硅橡胶涂层的力学强度随硅溶胶添加量的增大而逐渐增强。添加30%硅溶胶时,涂层的拉伸强度为3.03 MPa,断裂伸长率为37.1%,拉剪强度为1.68 MPa,拉开强度为1.85 MPa。结论硅烷偶联剂KH-560可以有效改善硅溶胶的储存稳定性,改性硅溶胶对水性硅橡胶涂料有很好的补强作用。