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这是一种“内柔外刚”的自修复水性涂料!
2021年09月09日    阅读量:3018    新闻来源:行业资讯在线 houshionline.com  |  投稿

涂料广泛应用于汽车、船舶、装饰、建筑和家具等各个领域。水性涂料以其无挥发性有机化合物(VOC)排放的优势,必将取代油基涂料,以保持可持续发展。与传统的油基涂料相比,水性涂料普遍存在硬度低、力学性能差的缺点涂料在线coatingol.com。由于上述缺陷,水性涂料在外力作用下更容易在表面产生划痕裂纹,使涂料失去保护作用或影响整个装置的外观,失去使用价值。这是制约水性涂料发展的主要原因。因此,制备一种具有优异耐刮性和自愈合性的水性涂料具有重要的应用意义。涂层不可避免地会受到坚硬物体的撞击,因此其抗划伤能力可以很好地防止涂层被划伤,确保涂层的耐久性。此外,当被尖锐物体意外切割时,具有自愈性的涂层可以修复划痕以延长其使用寿命。如何在水性涂料中引入自愈合能力已成为涂料研究领域的一个热点。


近日,华南理工大学卢珣团队采用采用异氟尔酮二异氰酸酯、聚酯多元醇、2,2-双(羟甲基)丙酸,2,6-二氨基吡啶为原料,将Zn2+溶液涂在水性涂层表面通过离子渗透的方式在涂层上形成“内疏外密” 浓度梯度的Zn(II)-羧基和Zn(II)-二氨基吡啶双金属配位结构,制备了一种梯度配位结构的“内柔外刚”的自修复耐磨水性聚(氨酯-脲)(WPUU)涂层。涂层的铅笔硬度高达了4H并且有着优秀的耐磨性能(分别为73.4±3.1MPa和15.3±1.2 GPa的硬度和弹性模量);同时,这种涂料与多种基材有良好的粘接、附着力为0级(ISO标准),并且在60℃温度下处理6 h可达到93%的划痕修复效率,具有可观的应用前景。该工作发表在《Chemical Engineering Journal》杂志上。


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图1 “内柔外刚”水性聚(氨酯-脲)的结构示意图


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图2 (a) WPUU-5Zn-3涂层截面的SEM图像; (b)不同区域(截面顶部、中部、底部)锌的能量色散光谱图像; (c)截面顶部区域的元素检测; (d)截面中部区域的元素探测; (e)截面底部区域的元素检测;(f) WPUU-5Zn-3涂层的结构示意图。


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图3(a)不同WPUU-xZn-y涂层耐刮擦试验后的质量损失率; (b)用铜刷刮擦WPUU-3和WPUU-5Zn-3后的照片;(c)不同WPUU-xZn-y涂层的粘接强度


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图4 WPUU-5Zn-3涂层对不同深度划痕的自修复能力的光学显微镜图像


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图5 (a) WPUU-5Zn-3涂层的三维形貌演变:(i)修复前,(ii)修复后;(b)在湿热环境(60℃,98% R.H.)下,WPUU-5Zn-3涂层在愈合前后对应的划痕深度剖面。(比例尺:200µm);(c)不同WPUU-xZn-y涂层的愈合效率。修复条件: 60℃或60℃,98% R.H.条件下处理12小时


标签:家装家具涂料工业涂料工程建筑涂料技术中心
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