納米SiO2 微球/含氟丙烯酸酯塗層是如何制備的？耐融雪鹽腐蝕性能怎樣？
以甲基丙烯酸十二氟庚酶(DFMA)及其他丙烯酸酷類單體為原料，采用半連續乳液聚合法制備含氟丙烯酸醋共聚乳液，将其與一定量的表面矽烷改性的納米Si，微球、适量的顔填料和助劑機械攪拌均勻，得到納米SiO，微球/含氟丙烯酸塗料。
混凝土結構容易受到環境、人為等因素影響造成耐久性降低結構失效，産生嚴重的經濟損失和安全隐患。近年來，融雪鹽的大量使用引起混凝土起皮開裂剝落，與鹽凍腐蝕耦合，嚴重降低其服役壽命。
塗層防護是成本效益較高的混凝土後期維護方法，可有效減輕侵蝕性媒體如氯離子(CI)、水分子(HO)、二氧化碳(CO)等對混凝土本體結構造成的危害。
将一定量的十六烷基三甲基澳化(CTAB)攪拌溶解在去離子水中，再加入50mLTEOS混合均.配制氨水與無水乙醇的混合溶液(體積比為7:30)調節pH值為7~8。
恒溫水浴120C反應18h将所得産物過濾幹燥，在馬弗爐550C焙燒6h，制得納米SiO.微球。配制1%(品質分數)的納米SiO。
超聲40min，高速機械攪拌1h。最後将混合液離心洗滌，幹燥後得到表面修飾改性的納米SiO。微球，叫做KH570-Si02。
先将乳化劑和NaHCO。的混合溶液放入裝有冷凝管的三口燒瓶中，50C水浴機械攪拌30min，滴加混合單體(n(MAA):[BA):n(MMA)1:15:11)反應3h。
結束後，保留1/3作為種子乳液，添加一定量的過硫酸餃(APS)水溶液，升溫至70C繼續反應。當燒瓶中混合液呈淡藍色時，勾速加入剩餘的2/3種子乳液和含氟丙烯酸醋單體(DFMA)保溫反應0.5h，在反應過程中保持乳液顔色不變。
升溫至80C反應1.5h，最後調節pH值為7，過濾得含氟兩烯酸醋乳液，密封儲存。
将乳液與适量的顔填料、必要的功能助劑和水混合，再按一定摻量加入納米SiO。微球，攪拌分散均勻.制得納米SiO。改性含氛丙烯酸塗料。
圖1為納米SiO。改性前後的紅外光譜圖，795和1072cm-'處為S-O+Si的反伸縮振動1678cm-'處出現一CH;一的吸收峰，說明納米SiO.微球的表面的成功修飾了KH570。
圖3為納米SiO。改性前後的XRD圖。20=22存在較寬的非晶态銜射峰，無其他強吸收峰或雜質峰，說明矽烷偶聯劑處理未對納米SO。微球的晶型造成改變。
由圖4(a)可以看出，複合塗層的熱分解主要分為三段:第一段為溶劑、水分子和小分子助劑的揮發:第二段為聚合物鍊段的熱降解;第三段為納米SiO。和顔填料的分解。納米SiO。
這是由于納米SiO顆粒與聚合物鍊段形成有機無機交纏結構，進而阻礙其熱降解，再加上納米粒子本身具有較好的熱穩定性，兩者結合改性後的複合塗料的熱穩定性增強。
圖4(b)中最大熱失重速率所在的熱分解溫度均為400C，對應于聚合物的鍊段分解，是以改性與否差異不大。
表1為不同摻量納米SiO。複合塗層的力學性能結果。引人納米SiO。微球可有效提升複合塗層的耐沖擊性，複合塗層的沖擊強度高于50cm，且鉛筆硬度可達5H。
微球後，複合塗層附着力明顯增大，當摻量為3%時，複合塗層的粘結強度最高可達到1.88MPa。
這是因為複合塗料中的納米SiO。粒子可潤濕滲透到基材内部，且與基材中的堿性物質發生互相作用，産生硬化黏結效果，增強了附着力。
圖5為不同摻量納米SiO。時複合塗層的吸、疏水性能。可以看出3%摻量下複合塗層的吸水率最低為0.72%，疏水性能最好接觸角為110”。
這是由于KH-570修飾後的納米粒子表面存在矽烷基團，在塗層中良好分散的同時，還在表面形成微納結構，粗糙度增加，進而疏水性能提高。
當摻量繼續增大，納米粒子需要更多的樹脂來包覆來保證其分散性，樹脂不足導緻納米粒子容易産生團聚，塗層表面分布不均勻而産生缺陷，引起吸水性增加，疏水性能降低。
結論：(1)制備了納米SiO微球并用KH570進行表面修飾改性，采用半連續乳液聚合制備了納米SiO。微球的改性含氟丙烯酸乳液，添加助劑和顔填料制得複合塗料。
(2)FT-IRXRD測試結果表明KH570成功接枝納米SiO。，而且不會改變其晶體結構:适量納米SiO微球對複合塗層的熱穩定性、耐化學腐蝕性和耐候性有顯著提高。
(3)納米SiO。摻量為3%時，複合塗層綜合性能較好，鉛筆硬度5H，粘結強度1.88MPa，沖擊強度>50cm;耐酸堿鹽腐蝕率分别為17%、11%、11%，塗層吸水率為0.72%，接觸角可達110%，塗層色差和光澤度變化較穩定。耐融雪鹽凍融後的性能測試表明，塗覆KH570-SiO.-FC塗層的混凝土綜合性能較好。
