سنتز و شناسایی پوشش تابش‌پز هیبریدی نوالاک اپوکسی آکریلات- سیلیکا

نویسندگان

1 گروه پژوهشی رزین و افزودنی ها، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

2 گروه پژوهشی نانوفناوری رنگ، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

3 گروه پژوهشی نانو مواد و نانو پوشش‌ها، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

4 گروه رزین و افزودنی‌ها، پژوهشکده پوشش‌های سطح و فناوری‌های نوین، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

چکیده

پوشش تابش‌پز بر پایه رزین نووالاک اپوکسی آکریلات سنتز شده و صحت تشکیل ساختارها با استفاده از طیف‌سنجی زیر قرمز و با مشاهده پیک‌های نواحی 1722، 810 و cm-1 945 تائید گردید. به منظور بررسی تاثیر حضور فاز غیرآلی سیلیکا بر خواص رزین سنتز شده، یک نانوکامپوزیت آلی- غیرآلی با استفاده از این رزین و نانوذرات سیلیکا، ساخته شد. آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشان‌دهنده تجمع بالای نانوذرات در طی این فرآیند بود که ناشی از ناسازگاری دو فاز آلی و غیرآلی بوده و می‌تواند منجر به کاهش خواص مورد انتظار از نانوکامپوزیت تولید شده گردد. به منظور رفع این مشکل، سطح نانوذرات سیلیکا با استفاده از عامل اتصال‌دهنده سیلانی وینیل تری‌متوکسی سیلان با استفاده از روش سل ژل اصلاح گردید. بررسی اصلاح سطح ذرات با استفاده از روش‌های طیف‌سنجی زیر قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز وزن‌سنجی حرارتی و چگالی‌سنج هلیم، نشان دهنده واکنش مناسب عامل اتصال‌‌‌دهنده سیلانی با سطح نانوذرات سیلیکا بود. ویژگی‌ها و خواص نانوکامپوزیت ساخته شده با استفاده از روش‌های آنالیز مکانیکی حرارتی پویا، آزمون سختی‌سنجی، خراش، سایش مورد ارزیابی قرار گرفت و تمامی آزمون‌ها نشان‌دهنده بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت نسبت به پوشش‌های حاوی رزین بدون نانوذره بود. در بررسی نتایج آزمون مه‌گونی مشخص گردید که حضور نانوذرات تاثیر ناچیزی بر روی شفافیت پوشش‌ها از خود نشان داده است و از طرف دیگر اصلاح سطح ذرات منجر به افزایش سازگاری آنها با رزین شده و با کاهش میزان تجمعات، شفافیت پوشش افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

UV-Curable Silica-Novolac Epoxy Methacrylate Hybrid Resin for Surface Coating: Synthesis and Characterization

نویسندگان [English]

  • N. Chavoshi 1
  • M. Rostami 2
  • M. Ghahari 3
  • F. Najafi 4
1 Departement of Resin and Additives, Institute for Color Science and Technology
2 Nanomaterials and nanocoatings Department, Institute for Color Science and Technology
3 Nanocoating and Nanomaterials Department, Institute for Color Science and Technology
4 Department of Resin and Additives, Institute for Color Science and Technology
چکیده [English]

UV-curing coating based on novolac epoxy acrylate resin was synthesized and formation of desired structures was confirmed by appearing of 1722, 810 and 945 cm-1 in the FTIR spectrums. In order to study the effect of presence of inorganic silica on the properties of synthesized resin, an organic/inorganic nano-composite was prepared using the synthesized resin and silica nano-particles. Scanning electron microscope (SEM) revealed very high agglomeration of nano particles, during this process that was due to the incompatibility of two organic and inorganic phases which could lead to inferior properties of the produced nano composite. In order to overcome this problem, the surface of silica nano-particles was modified by vinyltrimethoxy silane coupling agent using sol-gel method in order to increasing the compatibility of two organic and inorganic phases. Completion of surface modification process was investigated by using of FTIR spectroscopy, scanning electron microscope, thermo-gravimetric analysis and helium pycnometer, confirming the proper reaction of silane coupling agent on surface of silica particles. Characteristics of prepared nano-composite were investigated by dynamic mechanical thermal analysis, hardness, scratch resistance, and abrasion resistance, proving better mechanical properties of nanocomposites over the neat coatings. Measuring the haziness showed very little impact of presence of nano particles on the transparency of coatings that was due to surface modification of coatings which has led to more compatibility of organic and inorganic phases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • UV-curing
  • resin
  • Epoxy acrylate
  • nano-composite
  • Silica
  • Surface modification
  • FTIR spectroscopy