第50卷第1期 2012年1月
上海涂料
SHANGHAI COATINGS
Vol. 50 No. 1 Jan.2012
自组装纳米相粒子(SNAP)涂料的应用研究
徐炽焕
摘要：采用XRD（X射线衍射）TOF-SIMS（飞行时间二次离子质谱）和AFM（原子力显微镜），研究自组装纳米相粒子（SNAP)涂料的化学结构与形态。SNAP涂料可设计用于宇航领城中的铝合金材料的表面防腐。
关键词：.自组装纳米相粒子（SNAP）涂料：XRD：TOF-SIMS：AFM
中图分类号：TQ630.7
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0引言
文献标识码：A
飞机铝合金（A12024-T3）表面用的防腐涂料系
列中，为了解决铝合金或其氧化物与底漆之间黏结性与防腐的要求，过去做法是用铬化物作为一种表面清洁与处理剂，十分有效。但是六价铬化合物是致癌物，已被严令禁用。另外，美国空军实验室推行空军涂料的发展战略，提出了30年服役期的环保型涂料的研发任务。为此，美国空军实验室与地方大学，科研机构共同努力，从基础研究和工艺改革着手，特别在溶胶-凝胶法方面，集中了批这方面人才进行研发并发表了科研成果(1-3)。其中，M.S.Donly等人[1]称：最近研究发现，在水基溶胶-凝胶体中，生成功能性二氧化硅的无机粒子形成环状齐聚物的新方法，并用氨基环氧偶联剂将纳米形态粒子进行交联反应，形成厚度为0.5~5μm的涂膜。这是将纳米科学方法应用于涂料的一个实例。这种涂料称为自组装纳米相粒子（self-assemblednanophaseparticles， SNAP)涂料。
SNAP涂料的应用研究由3大步骤组成：第一，溶胶-凝胶技术；第二，SNAP溶液混合；第三， SNAP涂料的应用与老化。整套技术方法要选择好能达到预期目的的硅氧烷母体，并要确定好R值，即 R=水的总摩尔质量/硅氧烷总摩尔质量的比值。在水解阶段，要调节好溶液的pH值，使水解后粒子形
【收籍目期12011-10-14
文章编号：1009-1696(2012)01-0021-04 成具有纳米功能的齐聚物。
R.L.Parkhill[4)用NMR（核磁共振）研究了硅烷网络的干凝胶，R值从4~20的变化对凝胶结构的影响如图1所示。
低R值：4 线形链，致密、微孔、硅烷网络
中等R值：10 sro-sig
环形核状网络，多孔结构
高R值：20 is-o
s
Si-o
环形致密网络、颗粒结构
图1R值对凝胶结构的影响
Figure 1 The influences of R value on the structure of gel 由图1可见：R为4时，凝胶为线形、致密、微
孔结构：R为10时，凝胶为多孔、环形枝状网络结构，还混杂些线形结构；R为20时，凝胶为环形网络、颗粒结构。在SNAP研究中，他们选定R为15，认为生成环状齐聚物的可能性最大。用NMR（核磁共振）、 IR（红外光谱）、光散射及GPC（凝胶渗透色谱）测定其分子结构，以及老化后的性能。应尽量缩短老化时间，一般不应超过24h。
在SNAP溶液混合这一步中，向溶液中加入氨基