含两种异形二氧化硅填料的紫外光可固化聚氨酯柔性透明耐磨涂层的制备及性能

作者：王海潮; 姚伯龙^*

来源：电镀与涂饰, 2022, 41(20): 1450-1456.

DOI：10.19289/j.1004-227x.2022.20.005

• 紫外光可固化聚氨酯
• 二氧化硅
• 氮化硼
• 改性
• 柔性
• 透明
• 耐磨性

以2～4μm的氮化硼(BN)和异丙醇配制成为3 g/L的BN溶液，在200 W功率的超声中振荡24 h，再先后以4 000 r/min离心10 min和8 000 r/min离心10 min，取上层清液将BN剥离。用少量的盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷包覆剥离后的BN，再以正硅酸乙酯(TEOS)生成纳米球沉积在BN片上，形成类似铠甲片的微纳结构耐磨剂(BN–SiO2)，随后与自制枝芽状二氧化硅粉体(L-SiO2)耐磨剂按照一定比例混合，加入自制柔性透明紫外光可固化聚氨酯(UV-PU)中，考察该复合粉体对聚氨酯涂膜透过率、柔韧性、耐磨性、热稳定性等性能的影响，并与商用柔性耐磨涂料进行了比较。结果表明：在复合粉体的总添加量固定为4%时，涂层的耐磨性和铅笔硬度随着BN–SiO2与L-SiO2质量比的增加而上升，透明性和韧性都呈下降趋势，BN–SiO2与L-SiO2的最佳质量比为3:2。BN–SiO2与L-SiO2耐磨剂协同使用，不仅增强了填料与基体树脂的界面作用，而且由于线形的L-SiO2起到衔接片状BN–SiO2的作用，形成了类似铠甲的结构，使复合涂层的耐磨性和柔韧性都得到了明显提升。在上述最佳条件下得到的UV-PU/BN–SiO2/L-SiO2复合涂层有高达7H的铅笔硬度，在1000g载荷下以60 r/min转500次后的质量损失为3.1 mg，抗折弯次数达到2 417次，在可见光波段的平均透过率为90.3%。在模拟柔性屏实际应用测试中，该复合涂料表现出比国内多种市售柔性屏涂料更为优异的耐磨性和耐折性，实现了透明、柔韧和耐磨3种性能的平衡。

• 单位
  化学与材料工程学院; 江南大学