環(huán)保催生水性涂料中納米粉體大應(yīng)用
閱讀次數(shù)： 更新時(shí)間：2021-04-14
納米粉體作為擁有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等特殊性質(zhì)的粉體，當(dāng)其加入到水性涂料中時(shí)，不但可顯著提高水性涂料的耐沖擊、耐老化、耐腐蝕、抗紫外線等性能，還可使水性涂料獲得如自清潔、抗靜電、阻燃等新的特殊功能。因此，納米復(fù)合涂料的開發(fā)和應(yīng)用受到了用戶的廣泛喜愛，得到了企業(yè)的極大重視。
隨著水性納米涂料應(yīng)用熱潮的高漲，人們也加快了對(duì)納米粉體在水性涂料應(yīng)用中的研究，起初普遍采用直接使用納米粉體作為涂料的添加劑，其后利用機(jī)械方法進(jìn)行分散的常規(guī)制備技術(shù)。
然而，盡管水性涂料的某些特性可以通過添加納米粉體得以提高，但是常規(guī)的機(jī)械分散方式無(wú)法保證納米粉體在其制備的水性納米涂料中得到有效分散，更無(wú)法抑制已分散的納米微粒的二次自聚集現(xiàn)象。因?yàn)樵谒越橘|(zhì)中，納米粉體高的表面能和比表面積能強(qiáng)烈吸附水性介質(zhì)，反應(yīng)生成R—OH基結(jié)構(gòu)，使得粉體間的相互作用力和粉體的表面活性增強(qiáng)。而且，R—OH基間易發(fā)生聚合反應(yīng)或生成新的連接物，極易使納米粉體產(chǎn)生團(tuán)聚，不易分散，而常用的脂肪醇、胺、脂肪酸、硅氧烷等改性劑都不適合在水性介質(zhì)中使用。所以，如何選用適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣辜{米粉體能更有效地分散在水性涂料介質(zhì)中，便成為擺在人們面前的重要課題。
納米粉體要想很好地分散在水性涂料介質(zhì)中，并具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，不在長(zhǎng)期的貯存過程中發(fā)生二次自聚集現(xiàn)象，就需要改性。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在納米粉體改性方面做了大量的研究，他們發(fā)現(xiàn)加入分散劑、表面包裹劑，可以使納米粉體表面得到修飾改性。
在常規(guī)涂料制備的過程中加入納米粉體的先驅(qū)物、反應(yīng)控制劑和稀釋劑水等，可以直接在顏填料微粒的表面原位合成相應(yīng)的納米粉體，制備出了具有顯著納米改性效果的高性能納米涂料。
此外，要提高納米粉體在水性涂料中的分散性，還可以替換分散介質(zhì)，如用水性乳液、丙烯酸乳液等替換一般的水性介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
水性乳液較一般的水性介質(zhì)具有更好的成膜特性，用水性乳液作為納米粉體的分散介質(zhì)不僅能得到性能很好的涂層，而且涂料的分散性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性也可以得到保證。
丙烯酸乳液對(duì)于普通粉體的分散性很好，所以，可用它來(lái)作納米粉體的分散介質(zhì)用于水性涂料中。
作為一種全球性的環(huán)保涂料，水性納米涂料已引起世界各國(guó)的高度重視。隨著世界對(duì)清潔、環(huán)保工業(yè)要求的日益提高，水性環(huán)保納米涂料的研制將對(duì)傳統(tǒng)溶劑型納米涂料的研究帶來(lái)一場(chǎng)挑戰(zhàn)，也將為發(fā)展高性能、環(huán)保型、功能化的納米涂料提供新的方法與機(jī)遇。
