程学群[1]2003年在《纳米TiO_2表面改性研究及其在涂料中的应用》文中进行了进一步梳理纳米粒子应用于涂料中组成新型功能复合涂料，已成为研究的热点。但是由于纳米粒子表面极强的活性，使它们很容易团聚在一起从而形成带有若干弱连接界面的尺寸较大的团聚体，这大大降低甚至消除了纳米颗粒的实际应用效果，同时由于纳米粒子表面亲水疏油，在有机高分子树脂中难于均匀分散，界面上会出现空隙，当空气中的水分进入空隙中就会触发界面处高聚物的降解、脆化，导致涂层失效。所以，必须对纳米粒子进行表面改性，削弱或者消除团聚现象，提高纳米粒子在有机高分子中的分散性。近年来，对纳米氧化物表面改性已有不少的相关报道和应用。随着近年来对微波技术研究的深入，人们发现把微波技术用在化学反应上往往可以产生意外的效果。本文即是试图探讨纳米TiO_2粒子改性两种方法，一是用月硅酸钠通过物理吸附作用对纳米TiO_2粒子进行改性，此工艺改性产物不稳定。另一种方法是利用微波作为加热装置的纳米TiO_2粒子表面改性工艺以及分析其改性机理。实验结果表明：以微波为纳米粒子改性工艺的加热装置，既可以为反应提供热源，同时又有效的抑制了纳米粒子的长大。通过对改性后粒子的性能进行测试发现用油酸作为纳米改性剂可以很好的改善纳米粒子的表面性质。最佳改性工艺为：每2克纳米二氧化钛使用50ml油酸，改性剂浓度为V_(油酸)／V(正丁(?))=1／2，改性时间为先满功率辐射3分钟，然后小功率辐射半小时，经改性后的纳米TiO_2表面亲油性大大增强了。对产物进行红外光谱分析证明本改性试验产物中梭酸根离子和Ti离子是以鳌合的方式结合的;对产物进行热重和差热分析测试包覆率达到了29.14%。产物是在二氧化钦无机内核表面包裹了一层表面有机修饰层。把改性后的纳米TIO:添加到环氧树脂涂料中发现，涂层的结合力、耐盐雾性、抗划痕性和柔韧性能大大提局。
童剑[2]2010年在《纳米浆料的制备及其在水性防腐涂料中的应用》文中进行了进一步梳理本文研究了纳米粉体在水性体系的分散及其在金属防腐涂料中的应用,论文主要分为叁个部分:第一部分主要是研究水性纳米浆料稳定性。对改性后的纳米二氧化钛(TiO2)进行红外光谱分析,证明铝离子(Al3+)已经沉积到纳米TiO2粒子的表面且十二烷基硫酸钠(SDS)也被吸附到了纳米粒子的表面;纳米浆料的粒径分布图表明,制备出的纳米浆料达到纳米级分散,通过透射电镜照片可以看出纳米粒子较均匀地分散在水中,且常温储存稳定时间达到60天以上;分析了影响两种纳米浆料的稳定性的影响因素:两种纳米浆料的最佳分散手段均为高速搅拌40分钟并加上超声10分钟,且每次超声波的间隔时间为5秒;两种纳米浆料的最佳分散剂均为分散剂731A,且用量均在0.3%时效果最好;纳米TiO2浆料的最佳润湿剂为X-405,且最佳用量为0.2%,而纳米SiO2浆料的最佳润湿剂为875,且最佳用量为0.15%;纳米TiO2浆料的最佳pH值为10,而纳米SiO2的最佳pH值为11;将膨润土作为防沉剂,两种浆料的最佳用量均为0.2%。第二部分主要是研究两种纳米浆料在水性防腐涂料中的应用。将两种纳米浆料加入到水性防腐涂料中,通过各种性能的测试表明:将纳米SiO2与纳米TiO2分别加入到水性丙烯酸防腐面漆中,其最佳添加量分别为4‰和2‰,且添加2‰的纳米TiO2对面漆的各种性能的提高比添加4‰的纳米SiO2要好;若将二者按照不同比例复配加入到面漆中,通过测试结果得出纳米SiO2与纳米TiO2的最佳质量比例和最佳综合添加量分别为2:1和5‰,此时其对面漆的各种性能的提高基本在添加2‰的纳米TiO2与4‰的纳米SiO2之间,即对于各种耐溶剂性能以及耐老化性能的提高的程度的大小顺序是:纳米TiO2>复配后的纳米SiO2与纳米TiO2(其中mSiO2:mTiO2=2:1)>纳米SiO2。将纳米SiO2与纳米TiO2分别加入到水性环氧防腐面漆中,其最佳添加量均为3‰,二者复配加入到面漆中,最佳质量比例和最佳综合添加量分别为1:2和3‰,对水性环氧防腐面漆的各种耐溶剂性能以及耐老化性能提高程度的大小规律与水性丙烯酸防腐面漆相同。利用纳米SiO2的叁维网状的结构特性,将其制成浆料加入到水性丙烯酸防腐底漆和水性环氧防腐底漆中以提高致密性和各种耐溶剂性能,各自的最佳添加量分别为4‰和3‰,此时对各自底漆的各种性能提高的程度最大。第叁部分主要是研究底漆与面漆的配套使用。通过不同底漆与面漆的配套使用,得出在底漆与面漆中均添加纳米浆料时漆膜的效果最好,相比空白样其各种性能有不同程度的提高,且通过空白底漆和添加纳米浆料的面漆配套与空白面漆与添加纳米浆料的底漆配套使用的结果对比,添加纳米浆料对面漆的各种性能提高的幅度比较大。
蔡宁, 李耀霞, 崔大祥[3]2014年在《纳米TiO_2粒子的改性及其在有机硅自洁涂料中的应用》文中提出利用硅烷偶联剂KH-570对纳米TiO2粒子进行表面改性,并将改性后的纳米TiO2粒子应用于有机硅自洁涂料的制备。结果显示,纳米TiO2粒子表面改性成功,且在有机硅自洁涂料中呈现出良好的分散性。实验进一步考察了纳米TiO2粒子的添加量对有机硅自洁涂层的影响。结果显示,随着纳米TiO2粒子用量的增加,涂层的接触角先增大后减小,当纳米TiO2粒子的用量为0.25%时,涂层接触角最大,达到129°。最后对涂膜的耐污、耐候性能进行了测试,发现涂膜具有良好的防水耐污性及耐老化性。
李娜[4]2010年在《纳米粒子的改性及其在涂料中的应用研究》文中提出纳米粒子应用于传统涂料中形成新型功能复合涂料,己成为涂料领域研究的热点。与传统涂料相比,纳米涂料具有明显的优异性,如更好的耐腐蚀性,抗紫外线老化性,耐擦洗性,较高的附着力,开罐性能等优良的综合性能。由于纳米粒子表面极强的活性,使它们很容易团聚在一起形成带有若干弱连接界面的尺寸较大的团聚体,这大大降低甚至消除了纳米粒子的实际应用效果,同时由于纳米粒子表面亲水疏油,在有机高分子树脂中难于均匀分散,界面上会出现空隙,当空气中的水分进入空隙中就会触发界面处高分子的降解、脆化,导致涂层失效。所以,对纳米粒子进行表面改性,削弱或者消除团聚现象,提高纳米粒子在有机高分子中的分散性,是其在涂料中应用的前提。本文首先探讨了纳米TiO2粒子改性的方法,采用了油酸、月桂酸钠、辛基叁乙氧基硅烷(A-137)、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)来对纳米粒子进行表面改性。实验结果发现油酸,月桂酸钠改性效果不理想,改性产物不稳定;硅烷偶联剂可以很好的改善纳米粒子的表面性质,使纳米粒子均匀的分散到有机溶剂中,但γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的改性效果略优于辛基三乙氧基硅烷,故本文采用γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对纳米粒子进行表面改性。通过对改性后粒子的性能进行测试获得最佳改性工艺为:将溶剂异丙醇与水按一定比例均匀混合,加入硅烷偶联剂KH-570,机械搅拌1h,加入待改性纳米粒子,在80℃下烘干12h,之后在120℃烘2h至完全烘干。对产物进行沉降实验发现硅烷偶联剂KH-570改性后的纳米TiO2粒子可以在油性溶液中稳定悬浮7d以上;透射电镜(TEM)观测到改性后的纳米TiO2粒子在油性溶剂中呈纳米级分散状态,团聚体的粒径基本控制在100nm以内;通过润湿性测试及红外分析观察到颗粒表面由亲水性变为疏水性,使纳米粒子与有机溶剂料具有较好的亲和相容性。将改性后的纳米粒子添加到氟碳涂料中,通过对涂膜的附着力,耐沾污性,耐人工老化性能,硬度,耐酸性,耐碱性进行测试,发现添加纳米粒子的涂料附着力,耐沾污性,硬度,耐酸耐碱性均远远高于国家标准,完全符合金属表面外用漆的行业标准。耐人工气候老化性能测试为加速老化试验,光照强度远远高于普通自然光,时间为360h,在此期间涂膜均未出现失光,变色或粉化。此外,通过接触角测试发现加入纳米粒子后,氟碳涂料的表面疏水效果增强,接触角增大到90°,达到了表面自清洁的功效。将改性好的纳米粒子添加到渗透型有机硅防水防护剂中,通过对涂层的吸水率,渗透深度,水珠效应进行测试,发现涂层的吸水率大大下降,与基准比吸水率下降率可以达到85%。同时涂层的渗透深度和水珠效应均有所提高。
黄毅, 彭兵, 柴立元[5]2005年在《纳米TiO_2的有机表面改性及其在环保功能涂料中的应用》文中研究指明综述了纳米TiO2的有机表面改性方法及其在抗菌、空气净化、紫外线防护等环保功能涂料中的应用,并指出了纳米TiO2环保功能涂料的研究方向和发展前景。
丁虹[6]2005年在《纳米粉体水悬浮液的制备及其在外墙涂料中的应用研究》文中研究指明我国建筑涂料产业近年来有了较快的发展,但与世界先进国家相比涂料产品的总体水平仍有很大差距。纳米材料由于具有一系列特殊的物理化学性能,受到了人们越来越多的重视,利用纳米材料改性传统涂料是迅速提高我国涂料产业水平的捷径之一。由于纳米粉体具有极大的表面积和很高的表面能,其在分散过程中极易团聚。本文首先对纳米粉体预分散的工艺进行了研究,制备了纳米粉体水悬浮液,并将其应用到传统涂料体系中,制备了纳米复合涂料,系统地研究了颜料体积浓度、纳米材料的种类及其添加量对外墙涂料主要性能的影响。本文采用悬浮液粘度和沉降体积、颗粒表面Zeta电位和TEM等测试分析方法,讨论了pH 值、分散剂的品种和用量、高速剪切和超声波分散等工艺条件对不同品种纳米粉体水悬浮液性质的影响。试验结果表明:①调节悬浮液pH 值在8～10,添加纳米材料质量2﹪的阴离子型分散剂P-19,以5000r/min 转速的高剪切乳化机搅拌30min,超声波分散20min,可得到粒度在50～60nm 之间浓度为5wt﹪纳米TiO_2 水悬浮液。②调节悬浮液pH 值为8～9,添加纳米材料质量2﹪的阴离子型分散剂P-19 和1﹪的非离子型表面活性剂OP-10,经转速为6000r/min 的高速剪切机分散30min 后超声波分散20min,可得到粒度在100nm 左右的浓度为5wt﹪的纳米SiO2 水悬浮液。将制备的纳米TiO_2、纳米SiO_2及其复合组分水悬浮液,按一定配制工艺添加到纯丙和硅丙涂料中,制得纳米复合外墙涂料。研究了纳米材料掺量、涂料PVC等因素对上述外墙涂料性能的影响。研究结果表明,当PVC 为40﹪,纳米材料的添加量为涂料总量的0.5﹪时,涂料的主要性能均有明显提高,总体上讲,纳米复合组分改性效果比单一组分明显,纳米SiO_2的改善效果优于纳米TiO_2,硅丙涂料优于纯丙涂料,所配制的涂料的对比率达到0.98,硬度2H,耐洗刷性达64714 次,耐水性2400h,耐酸性720h。
杨志远[7]2013年在《纳米碳酸钙改性苯丙乳液的制备及其在纸张涂料中的应用》文中指出苯丙乳液（苯乙烯-丙烯酸酯乳液）是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。苯丙乳液是乳液聚合中研究较多的体系，为重要的非交联型乳液，在纸张涂布加工中有着广泛的应用。但是，常规苯丙乳液具有耐水性差、热稳定性较低、耐候性欠佳、涂膜强度不高等缺陷，不利于涂布纸光学性能和印刷性能的改善。随着纳米科学与技术的发展，纳米粒子改性乳液的制备及其功能化应用，已经引起了广泛的关注。本论文以苯丙乳液为目标体系，利用表面修饰的纳米碳酸钙粒子对其进行改性，并对改性苯丙乳液在纸张涂料中的功能性应用进行了研究。纳米碳酸钙具有极强的亲水性，难以均匀分散在有机相中，因而需要对其进行表面修饰。首先，本论文利用硅烷偶联剂KH570对纳米碳酸钙进行了表面修饰，着重探讨了KH570用量对改性纳米碳酸钙的微观结构和表面性质的影响。傅里叶红外光谱（FTIR）分析中，2923cm-1、2852cm-1和1641cm-1处功能基团峰的出现，证明硅烷偶联剂已经成功接枝到纳米碳酸钙的表面。而且，热重（TG）分析表明，改性纳米碳酸钙中KH570的最大接枝率为1.5%，最大的接枝效率为36.7%，确定了KH570的最佳用量为5%。依据接触角测试结果，发现修饰后纳米碳酸钙表面极性降低，亲油性大大增加。另外，通过透射电镜（TEM）观察，未经修饰的纳米碳酸钙粒子团聚严重，而经表面修饰后，颗粒分散性得到明显改善。需要指出的是，经KH570表面修饰后的纳米碳酸钙粒子表面含有碳碳双键，这为其分散在有机单体中参加原位乳液聚合反应创造了条件。其次，利用表面修饰的纳米碳酸钙改性苯丙乳液体系，全面探讨了纳米碳酸钙改性苯丙乳液的制备工艺，包括软硬单体的比例、功能单体的用量、乳化剂的选择和用量、纳米碳酸钙的用量等。结果表明，在以下优化工艺条件下，苯乙烯（St）：丙烯酸丁酯（BA）=1:1，功能单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）用量为10%（以软硬单体总用量为基准，下同），纳米碳酸钙1%，乳化剂十二烷基硫酸钠（SDS）和烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）的比例为1:2，总量3%，助乳化剂正十六烷（HD）0.6%，pH调节剂NaHCO30.5%，在70oC下细乳液聚合反应5h，可以得到固含量为30%的纳米碳酸钙改性苯丙乳液。结果表明，乳化剂的种类和用量是影响乳液粒子粒径分布和平均粒径的主要因素，而纳米碳酸钙用量对聚合反应过程的反应率和转化率产生重要作用。TEM分析结果表明，形成了以纳米碳酸钙为核、聚合物为壳的核壳结构微粒，实现了纳米碳酸钙粒子与聚合物的复合，平均粒径为130.1nm。另外，纳米碳酸钙改性苯丙乳液表现出良好的钙离子稳定性、机械稳定性、贮存稳定性，而且，与常规苯丙乳液相比，改性苯丙乳液的耐水性提高了48.2%。热重（TG）分析显示，纳米碳酸钙改性苯丙乳液比常规苯丙乳液的分解温度提高了8oC，热稳定性得到了改善。最后，将纳米碳酸钙改性苯丙乳液加入纸张涂料体系中，对其在涂布纸中的功能性应用进行了探讨。结果表明，随着改性乳液用量的增加，涂布纸的白度和光散射系数都逐渐提高，当用量为15%时达到最高，同时，涂布纸的疏水性和表面强度也逐渐增强。与常规苯丙乳液比较，纳米碳酸钙改性苯丙乳液在改善涂布纸的光学性能和印刷性能方面显示出更好的效果。涂布纸的白度、光散射系数、光吸收系数等都有所提高；拉毛强度提高了20%，相对原纸提高了64%，这充分说明改性苯丙乳液能够明显改善涂膜强度；另外，涂层表面疏水性提高了10.9%，相对原纸提高了37.6%，也可以进一步证明纳米碳酸钙改性苯丙乳液的耐水性获得很大改善。通过SEM分析表明，涂布纸表面涂层呈叁维微孔网络结构，这种结构决定了涂布纸的功能和物理特征，纳米碳酸钙改性苯丙乳液制备的涂料获得的涂层的微孔结构少，说明孔隙被乳液粒子所填充，这将增强颜料粒子与原纸的结合强度。另外，纸张的横断面SEM图片显示，原纸表面的平凹缺陷经涂布后被涂层覆盖，涂层厚度大约25μm。
蒋利华[8]2013年在《UV固化涂料用水性聚氨酯的制备及改性研究》文中认为近年来，随着人们环保意识的不断增强，对可挥发性有机物(VOC)排放的控制日益严格。传统溶剂型涂料逐渐被环保型涂料取代，环保涂料成为了目前涂料研究的热点。紫外光(UV)固化水性涂料，综合了水性涂料和紫外光(UV)固化涂料的特点，以其所独有的绿色环保无污染，节能，固化速度快，费用低，产品性能优异等优点得到了迅速发展。其中研究、报道和应用比较广泛的是紫外光固化水性聚氨酯，简称WPUA。本文以自制聚酯二元醇(PETG)、聚醚二元醇(PPG1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)以及季戊四醇叁丙烯酸酯(PETA)作为原料合成阴离子型WPUA。然后采用原位聚合法制备了WPUA/纳米SiO_2复合乳液和固化膜，对其进行性能表征。得到了一些具有实际参考价值的结论：1.以1,6-己二酸、邻苯二甲酸酐、1,4-丁二醇和二缩叁乙二醇为原料，通过醇酸酯化反应制备了聚酯二元醇(PETG)。详细探讨PETG合成工艺，研究了反应温度和时间、催化剂等因素对合成PETG的影响。采用傅立叶红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)测定了其结构和性能。进而以PETG、IPDI、DMPA、HEMA等为原料，采用溶液法（丙酮法）合成了聚酯型WPUA。探讨了聚酯型WPUA乳液和固化膜的结构与性能。实验结果：采用阶梯升温不添加催化剂的方式合成了PETG；当1,6-己二酸和邻苯二甲酸酐的摩尔比为6.5:1时，合成的WPUA乳液粒径为54.6nm，乳液稳定分散，固化膜拉伸强度为6.34MPa，铅笔硬度为2H。2.把PETG与PPG1000按照一定摩尔比混合，与IPDI、DMPA、HEMA以及PETA作为原料合成了聚酯-聚醚型WPUA。考察了R值（n-NCO/n-OH，不包括HEMA和PETA中的-OH），n(HEMA)/n(PETA)对WPUA的性能影响，采用FTIR、TGA、万能试验机和凝胶渗透色谱仪(GPC)对WPUA乳液和固化膜进行性能表征。研究表明：R值=1.4~1.5时，WPUA乳液稳定分散，固化膜力学性能、耐水性和热稳定性较好；固定R值，改变n(HEMA)/n(PETA)，当其比例为3:1时，固化膜铅笔硬度为2H，拉伸强度为7.01MPa，断裂伸长率394.42%，分解温度较单一用HEMA合成的固化膜明显得到改善，为研制性能优异的WPUA奠定了基础，具备一定的应用价值。3. WPUA在固化膜铅笔硬度，力学性能，耐溶剂性和耐水性能等方面的仍然存在着不足，需要对其进行改性。本文通过制备不同粒径的纳米SiO_2，采用正交试验确定了纳米SiO_2表面改性的合适条件：KH-570作改性剂，其用量为纳米SiO_2质量的10%，改性反应温度为60℃，时间为7h。通过改变改性纳米SiO_2的用量来考察其对WPUA/纳米SiO_2复合乳液和固化膜性能的影响。实验结果表明：加入1.0%的粒径为56nm的SiO_2，乳液稳定性良好，固化膜的力学性能和耐水性、耐溶剂性得到提高。本文合成的WPUA，兼备了聚醚型WPUA良好的耐水性、柔韧性和聚酯型WPUA优异的耐热性、力学性能，通过调节HEMA和PETA的摩尔比来调控WPUA中的C=C含量，所得的WPUA在力学性能和热稳定性能上都明显优于单一HEMA制备的WPUA。加入改性纳米SiO_2后，WPUA固化膜在耐水性、耐溶剂性、铅笔硬度等方面都得到了提高，扩大了WPUA的应用范围，为进一步研究WPUA提供了一定的理论基础和实验依据。
袁俊杰[9]2006年在《有机颜料的表面纳米包覆改性及其在涂料中的应用研究》文中认为有机颜料具有着色力强、色泽鲜艳、色谱齐全等优点，已经广泛地应用于油墨、涂料、塑料和橡胶等的着色，而且是近期聚合物着色剂研究开发的热点。但多数有机颜料品种存在着水相分散性差和耐光牢度、耐候性不好等缺点。文献中曾采用聚合物包膜、有机颜料包核、表面活性剂处理等方法来改善有机颜料的性能，但到目前为止，仍不尽理想。本论文则采用层层自组装技术和溶胶-凝胶法对有机颜料颗粒表面进行了二氧化硅、二氧化钛等纳米无机氧化物的包覆改性，试图将无机纳米氧化物的紫外屏蔽特性、高耐候性、亲水性、化学惰性等优点赋予有机颜料，从而提高有机颜料在水相中的分散性、耐候性以及耐酸碱性等性能，同时又不牺牲有机颜料的高装饰特性(因为纳米无机氧化物具有可见光透过特性)。本论文选用有机颜料黄109和联苯胺黄G作为有机颜料体系，研究内容包括：纳米二氧化硅胶体粒子在有机颜料颗粒表面的层层自组装包覆、二氧化硅纳米薄膜在有机颜料颗粒表面的溶胶-凝胶包覆、二氧化钛纳米薄膜在有机颜料颗粒表面的溶胶-凝胶包覆以及包覆改性后有机颜料的性能研究等。关于纳米二氧化硅胶体粒子在有机颜料颗粒表面的层层自组装包覆研究方面，首先采用聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDADMAC)和聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)交替吸附处理有机颜料颗粒表面，使其带上正电荷，再通过静电作用将纳米胶体二氧化硅粒子吸附到有机颜料颗粒表面上。研究结果表明：纳米二氧化硅粒子通过层层自组装方法可以成功地包覆到有机颜料颗粒的表面，而且吸附到有机颜料颗粒表面上纳米二氧化硅的量随着预吸附聚电解质层数的增加而增加，但当吸附六层聚电解质以后，进一步增加聚电解质吸附层数对增加纳米二氧化硅吸附量没有太大意义。包覆到有机颜料黄109颗粒表面二氧化硅层的厚度可以通过吸附多层纳米二氧化硅来控制。表面元素分析结果表明，有机颜料颗粒表面的纳米二氧化硅粒子包覆率随着纳米二氧化硅包覆层厚度增加而增大。接触角的实验结果表明，包覆了纳米二氧化硅的有机颜料的润湿性发生了明显的改善，可以完全被水浸润，能够很方便地应用于水性体系中。紫外-可见光谱分析结果证明了包覆纳米二氧化硅的有机颜料紫外屏蔽性能大大加强。在二氧化硅纳米薄膜在有机颜料表面的溶胶-凝胶包覆方法方面，首先也是利用上述的两种聚电解质对有机颜料颗粒表面进行改性，使其表面带上一定量的正电荷，之后将带一定正电荷的有机颜料颗粒转移到乙醇溶液中，然后将前驱体正硅酸乙酯(TEOS)和氨水加入到该体系中进行反应。透射电镜照片结果表明，在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助作用下，通过控制氨水和水的用量可以控制包覆到有机颜料颗粒表面二氧化硅的形态，使水解和缩合的TEOS能够在有机颜料黄109颗粒表面形成一层致密的二氧化硅纳米级厚度的膜，二氧化硅层的厚度可以通过控制TEOS的用量来调控。XPS分析结果表明，随着二氧化硅层厚度的增加，硅含量同样增加，氯元素含量降低，表明二氧化硅包覆层愈来愈致密。紫外-可见漫反射光谱数据表明，用这种方法包覆的二氧化硅同样可以屏蔽紫外线，热分析结果表明包覆了二氧化硅的有机颜料的热稳定性有所提高。在二氧化钛纳米薄膜在有机颜料表面的溶胶-凝胶包覆方法方面，以钛酸正丁酯(TBOT)为前驱体，采用类似于溶胶-凝胶法二氧化硅包覆有机颜料工艺，成功实现了二氧化钛在有机颜料颗粒表面的包覆。研究结果表明，可通过调节TBOT的滴加速度、水和氨水的加入量等工艺参数得到致密的二氧化钛包覆层，二氧化钛包覆层的厚度可通过TBOT的加入量来控制。XPS测试结果表明，随着二氧化钛层厚度的增加，改性后颜料颗粒表面钛元素的含量也是逐渐增加的。紫外—可见漫反射光谱分析结果表明，包覆二氧化钛后的有机颜料的紫外屏蔽性能大大加强，与纳米二氧化硅粒子包覆有机颜料的紫外屏蔽性能相类似，优于二氧化硅溶胶-凝胶法包覆的有机颜料。有机颜料包覆二氧化钛后，耐热性也有一定程度的提高。在改性后有机颜料的性能方面研究结果表明：纳米无机物改性后的联苯胺黄G润湿性能都有所改善，但用层层自组装方法制备的二氧化硅包覆联苯胺黄G的润湿性能明显优于溶胶-凝胶法制备的二氧化硅、二氧化钛包覆的联苯胺黄G；不管用什么方法进行无机物包覆，改性后的颜料耐酸碱性都增强；将改性后的联苯胺黄G色浆加入乳胶漆配制成水性建筑涂料进行涂层性能测试发现：包覆到联苯胺黄G上的无机物的壳层越厚越致密，则改性后的联苯胺黄G配成的涂料涂层颜色就越鲜艳；纳米无机物包覆后颜料的耐候性都有提高。
张艳丽[10]2014年在《嵌段含氟聚丙烯酸酯树脂的合成及其在氟碳涂料中的应用研究》文中进行了进一步梳理氟碳涂料因其具有优异的疏水性、耐久性、耐候性、耐酸碱性和突出的防粘污自清洁功能而备受青睐。氟碳涂料的这些优异性能主要取决于它的成膜树脂即有机氟树脂的超长性能，而嵌段型含氟丙烯酸酯类树脂使氟链段容易自由运动，因此更有利于充分发挥有机氟树脂中氟链段的特殊功能。将这类树脂应用于氟碳涂料领域是一个具有实际应用价值的研究课题。鉴于此，本论文采用顺序加料，并通过原子转移自由基聚合（ATRP）法或溶液聚合法合成了3种嵌段型含氟聚丙烯酸酯树脂（PFCBH、PFBMCH和PFBSA），并将3种树脂分别用于氟碳涂料的配制。本论文的具体研究内容如下：（1）ATRP法合成嵌段含氟聚丙烯酸酯树脂PFCBH及其在涂料中的应用本章用甲苯作溶剂，通过ATRP法，以甲基丙烯酸十二氟庚酯（RfAA）与甲基丙烯酸丁酯（BMA）、甲基丙烯酸环己酯（CHMA）、丙烯酸羟丙酯（HPA）为原料，采用顺序加料，在引发剂2-溴丙酸乙酯（EPN-Br）、催化剂溴化亚铜（CuBr）与配体五甲基二乙烯叁胺（PMDETA）的作用下，合成了一类多嵌段含氟聚丙烯酸酯树脂（PFCBH）。考察了原料配比、加料方式对树脂性能的影响，确定出该树脂的最佳合成条件为：n(EPN-Br):n(CuBr):n(PMDETA)=1:0.7:1.4，采用分步加料，加入RfAA时补加催化剂，RfAA占总单体质量的10%。通过红外光谱（IR）、核磁共振氢谱（1H-NMR）对树脂结构进行了表征，用凝胶色谱（GPC）检测了其相对分子质量及分布。结果表明，PFCBH具有预期设计结构，相对分子质量为23493g/mol，分子量分布（PDI）为1.24。然后将PFCBH树脂与纳米TiO2等配制成溶剂型氟碳涂料，考察了漆膜制作工艺对氟碳涂料应用性能的影响。当纳米TiO2用量为15%、在130℃烘20min后，涂层的水接触角可达140°，光泽达82%、硬度为3H、附着力为1级，具有良好的耐水耐酸碱性。（2）嵌段有机氯改性含氟树脂PFBMCH的合成及其应用本章以甲基异丁基甲酮（MIBK）为溶剂，以RfAA、HPA、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、对氯甲基苯乙烯（CMS）为原料，用溶剂型引发剂引发，通过溶液聚合法合成了嵌段反应型自交联含氟聚丙烯酸酯树脂（PFBMCH）。通过IR对其结构进行了表征，并用原子力显微镜（AFM）观察了树脂的微观膜形貌，结果表明：PFBMCH具有预期的分子结构，并且树脂膜表面呈现出微观相分离结构，在2μm×2μm的扫描范围内，该膜表面的均方粗糙度（Rq）为0.448nm。将PFBMCH树脂与纳米TiO2等配制成氟碳涂料，研究了涂料的有关性能及影响因素。当以混合溶剂做稀释剂，添加25%TiO2，在140℃固化20min后，涂层的水接触角可达130°，硬度达3H、附着力为0级，综合性能优异。（3）嵌段含氟聚丙烯酸酯树脂PFBSA的合成及硅烷改性氟碳涂料的应用本章以MIBK为溶剂，在溶剂型引发剂作用下，以RfAA、BA、BMA、烯丙基缩水甘油醚（AGE）、苯乙烯（ST）为原料，通过溶液聚合合成了嵌段含氟聚丙烯酸酯树脂（PFBSA），固含量高达74%。通过AFM观察了PFBSA树脂的微观膜形貌，发现其膜表面呈现出微观相分离结构，在1μm×1μm扫描范围内，均方粗糙度（Rq）为0.567nm。将PFBSA树脂用倍半硅氧烷低聚物改性，并通过IR对PFBSA/Si涂层进行了结构表征，结果表明成功引入了倍半硅氧烷结构，达到了预期目的。再将改性后PFBSA树脂与纳米TiO2等复配，制成氟碳涂料，探讨了倍半硅氧烷低聚物的用量、纳米TiO2和固化工艺对涂料性能的影响。当n(环氧基):n(-NH2)=2.5:1，120℃固化30min时，涂层的接触角可达133°，硬度达2H、附着力为0级，具有优异的疏水疏油性。（4）通过扫描电镜（SEM）观察了以这3种树脂所制涂层的表面形貌，发现各涂层表面微观上均存在大量微/纳米乳突结构，这正是涂层拥有优秀疏水性的另一关键原因。
参考文献：
[1]. 纳米TiO_2表面改性研究及其在涂料中的应用[D]. 程学群. 机械科学研究院. 2003
[2]. 纳米浆料的制备及其在水性防腐涂料中的应用[D]. 童剑. 华南理工大学. 2010
[3]. 纳米TiO_2粒子的改性及其在有机硅自洁涂料中的应用[J]. 蔡宁, 李耀霞, 崔大祥. 材料导报. 2014
[4]. 纳米粒子的改性及其在涂料中的应用研究[D]. 李娜. 上海交通大学. 2010
[5]. 纳米TiO_2的有机表面改性及其在环保功能涂料中的应用[J]. 黄毅, 彭兵, 柴立元. 涂料工业. 2005
[6]. 纳米粉体水悬浮液的制备及其在外墙涂料中的应用研究[D]. 丁虹. 重庆大学. 2005
[7]. 纳米碳酸钙改性苯丙乳液的制备及其在纸张涂料中的应用[D]. 杨志远. 浙江理工大学. 2013
[8]. UV固化涂料用水性聚氨酯的制备及改性研究[D]. 蒋利华. 江南大学. 2013
[9]. 有机颜料的表面纳米包覆改性及其在涂料中的应用研究[D]. 袁俊杰. 复旦大学. 2006
[10]. 嵌段含氟聚丙烯酸酯树脂的合成及其在氟碳涂料中的应用研究[D]. 张艳丽. 陕西科技大学. 2014
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