一方面期望二氧化硅粒子在丙烯酯聚氨酯基体中均匀分散，不影响涂层的透明性和光泽度；

另一方面期望二氧化硅粒子与聚合物基体之间形成较强的相互作用，如氢键和化学键，从而显著改善涂层的机械性能,尤其是提高耐磨性和耐刮伤性。

（1）工艺设计

在碱催化溶胶-凝胶反应过程中，分析水、氨水、乙醇的用量和反应温度对二氧化硅粒径的影响，确定不同粒径二氧化硅粒子的制备条件；采用硅烷偶联剂对二氧化硅粒子表面改性，通过红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）和硅核磁共振等测试仪器分析二氧化硅粒子的表面特性；采用常压蒸馏、离心/重分散和减压蒸馏工艺除去二氧化硅，通过原位聚合和共混方式将各种不同特性的二氧化硅粒子引入丙烯酯聚氨酯涂层，用粒径分析仪、透射电镜和扫描电镜等分析各种工艺下的二氧化硅粒子在杂化树脂和复合涂层中的分散性，制备粒子均匀分散的丙烯酯聚氨酯二氧化硅复合涂层。在酸催化溶胶-凝胶过程中，通过控制有机硅氧烷的用量来制备各种结构的二氧化硅低聚物，用硅核磁共振和小角光散射分析二氧化硅的结构及变化。

（2）影响因素研究

考察二氧化硅粒子的表面特性对粒子分散性的影响；用FT-IR和TGA来分析羟基丙烯酸聚合物在粒子表面的吸附情况，研究粒子表面特性、聚合方法、粒径和用量对丙烯酸酯聚氨酯二氧化硅复合材料的相互作用和丙烯酯聚氨酯二氧化硅复合材料的性能影响。

（3）涂层性能测试

测试分析丙烯酸酯聚氨酯二氧化硅复合涂层的各种性能，如动态力学性能、静态力学性能、硬度、耐磨性、光学性能和耐刮伤性。

（4）涂层在海水中的防护研究及应用推广

针对浙江沿海海水物理特性，开展涂层防腐蚀耐磨测试研究。重点开发耐海水腐蚀、高耐磨型材料，主要目标应用领域有：沿海裸露金属防护涂层、渔船船体防护涂层、海底建筑基材防护、海边大型化工储罐表面防护等。

项目优势

团队介绍

课题组团队仪器设备齐全，包括压力反应釜、物理性能检测仪、真空旋转蒸发仪、紫外光谱仪、气相色谱仪、液相色谱仪、球磨机、低温与超低温真空干燥机、低温等离子体处理仪、大屏幕扫描紫外可见分光光度计、高分子材料热变形维卡软化点测定仪、高分子材料用偏光显微镜熔点测定仪、恒温密闭超声波反应器、催化剂表征与评价系统、微波紫外超声波三位一体合成萃取反应仪、全自动组合化学微波合成工作站、红外光谱仪、原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪等设备仪器，可保障项目实验工作顺利进行。课题组团队与中船云南昆船机械制造有限公司成立了课题组联合研发，该课题组主要从事特种树脂制备、中试放大装置调试、高分子功能涂层等产品的研发和制造。同时，内部成立了“高分子功能涂层项目部”，该研究中心主要由具有较高的专业知识和丰富的研发、制造经验，具备较强的研发能力的专家学者、工程技术人员、项目管理人员等组成。