基于乙烯基酯/氧化锌纳米复合涂层的新型耐紫外环氧树脂涂层的合成与表征

《Scientific Reports》：Synthesis and characterization of a novel UV-resistant epoxy based on vinyl ester/ZnO nanocomposite coatings

　　

摘要

本研究报告了一种新型抗紫外线环氧乙烯基酯纳米复合材料涂层的制备，该涂层由氧化锌纳米颗粒增强，以提高涂层对紫外线诱导降解的抵抗能力并改善长期耐久性。环氧乙烯基酯树脂是通过工业级环氧树脂与丙烯酸反应合成的。为了制备抗紫外线涂层，使用控制分散技术将氧化锌纳米颗粒以两种不同浓度（0.1 wt% 和 0.5 wt%）分散在树脂配方中，随后在优化条件下固化。酯化过程在三乙胺作为催化剂和对苯二酚作为阻聚剂存在下，于 90–100 °C 进行。所得树脂的结构表征使用傅里叶变换红外光谱、X 射线衍射、场发射扫描电子显微镜、能量色散 X 射线光谱和元素映射分析进行。结果表明，掺入氧化锌纳米颗粒显著提高了涂层的抗紫外线能力、附着力和机械稳定性。拉拔附着力测试（每个样品 n = 2 个重复）显示，添加 0.5 wt% 氧化锌纳米颗粒将粘结强度从纯树脂的 4.91 MPa 提高到 8.05 MPa，表明界面附着力有了显著改善。此外，紫外线照射下的接触角测试表明，0.5 wt% 氧化锌纳米复合材料能更有效地保持其疏水性，即使在紫外线照射 20 天后变化也极小。这些发现表明开发的纳米复合材料涂层在保护应用方面的潜力，并支持进行进一步的长期户外和加速耐候性研究的价值，以确认在更严苛和更长的环境条件下的性能。