颜料在自分层环氧/硅涂层中的作用

《Progress in Natural Science: Materials International》：The role of pigments in self-stratifying epoxy/silicone coatings

本研究系统考察环氧/硅氧烷基涂层中八种颜料对自分层行为的影响，发现颜料初始分散相（环氧或硅氧烷）显著影响其分布。环氧相分散的颜料因流变学变化稳定在环氧相，而硅氧烷相分散的颜料因界面作用和动力学因素发生迁移或吸附。添加润湿剂和有机溶剂可促进成膜。

　　

路易斯·赫勒（Luis Heller）|索伦·基尔（S?ren Kiil）|A·卡塔琳娜·C·埃斯特维斯（A. Catarina C. Esteves）|金·达姆-约翰森（Kim Dam-Johansen）

摘要

将颜料整合到自分层涂层中是实现这项技术工业化应用的关键步骤。然而，颜料在自分层过程中的作用以及决定其在涂层中分布的参数仍有待充分阐明。本研究系统地分析了八种不同颜料在环氧树脂/硅胶基涂层组成中的表现，探讨了它们对涂层分层及最终分布的影响。主要研究的工艺参数包括：颜料最初分散所在的粘合剂相（环氧树脂相或硅胶相）、颜料浓度、粘合剂相的混合比例以及涂层厚度。研究内容包括对添加颜料后的粘合剂相进行流变学测量、涂层横截面分析、颜料及粘合剂相的颗粒特性分析以及表面能研究。

当颜料最初分散在环氧树脂相中时，它们始终保留在该相中。自分层过程受到颜料引起的环氧树脂相流变变化的显著影响，这种变化会因颜料类型和浓度的不同而有所差异。此外，添加润湿剂、分散剂或有机溶剂对膜的形成具有积极作用；相反，如果颜料最初分散在硅胶相中，则自分层效果较差。根据颜料类型的不同，这种现象可能是由于颜料向环氧树脂相迁移或吸附在粘合剂相的界面所致。这些意外的依赖性现象归因于粘合剂相与颜料颗粒之间的界面相互作用（导致优先润湿行为）以及粘合剂相在颜料表面的移动动力学。