摘要
传统无机硅酸盐涂料使用水作为主要的分散剂，涂层固化过程中收缩较大，容易出现裂纹，同时受可溶性离子影响，耐水性能差。在本文中，以硅酸钠、硅酸钾作为主要成膜物质，制备有机-无机复合涂层、无机涂层，用以解决硅酸钾和硅酸钠涂层脆性较大，容易出现开裂、耐水性差、耐腐蚀性差等问题。 （1）将硅酸钠和自制硅酸钾作为成膜物质，添加玻璃粉以及其它助剂，制得自固化硅酸钠-硅酸钾无机水性涂料。研究不同SiO2/K2O摩尔比的硅酸钾、不同Na/K、不同硅酸盐质量分数对涂层性能的影响。测试分析的结果表明：SiO2/K2O摩尔比为5.5的硅酸钾溶液由于二氧化硅胶体颗粒和活性硅羟基较少而具有较好的储存稳定性。当Na/K=2:5、硅酸盐添加量为35%时，颜填料与硅酸钾、硅酸钠溶液之间的结合更加紧密，涂层具有良好的致密性和力学性能，能够很好的减弱腐蚀介质在涂层中的扩散、迁移。 （2）在硅酸钠和自制的硅酸钾中加入锌粉、三氧化二铝以及其它助剂，制得锌粉改性自固化硅酸钠-硅酸钾无机水性涂料。研究了锌粉对涂层力学、静态接触角、微观结构、耐腐蚀性的影响。XRD结果表明，添加锌粉的涂层出现了硅酸锌峰，说明锌粉与硅酸盐发生了反应，生成的硅酸锌网络结构可以提高涂层的附着力强度和耐磨性。SEM结果表明，随着锌粉的加入，涂层表面变得更加致密、光滑，同时在反应产物薄层下存在丰富的锌粉颗粒，它们可以为电化学反应提供有效的阴极保护。用极化技术和电化学阻抗谱（EIS）对涂层的耐腐蚀性进行了研究，结果表明，结果表明，由于锌粉的自腐蚀电位较高，比铁（基体）更容易被腐蚀，从而提高了涂层的阴极保护。 （3）以硅酸钠（Na2SiO3）为无机组分，以甲基三甲氧基硅氧烷（MTMS）为硅烷偶联剂，硅丙乳液为有机组分，采用机械共混的方式制得Na2SiO3-MTMS-硅丙乳液。Na2SiO3-MTMS-硅丙乳液作为成膜物质，二氧化钛、玻璃粉作为填料，氟硅酸钠（Na2SiF6）作为固化剂，并辅以其它助剂制备自固化高耐水硅酸盐涂料。研究了Na2SiF6、低熔点玻璃粉与硅丙乳液等对涂膜外观、附着力、硬度、耐磨性性能、耐腐蚀性能的影响。当硅丙乳液的添加量为30%、Na2SiF6的添加量为0.5%时，涂层的力学性能最好。结果表明：硅丙乳液填充在Si-O、Si-O-Si网络结构的空隙中，不仅能够增强耐腐蚀性，还能增加涂层的柔韧性和稳定性。氟硅酸钠作为固化剂能够减少涂层中残留的水份，导致硅酸盐凝胶网络因失水而变的更加坚硬，同时涂层的耐水性也有所提高。
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