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，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，更無法抑制已分散的納米微粒的二次自聚集現(xiàn)象。因為在水性介質(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?，使納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，并具有長期穩(wěn)定性，不在長期的貯存過程中發(fā)生二次自聚集現(xiàn)象，就需要改性。國內(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期穩(wěn)定性也可以得到保證。
丙烯酸乳液對于普通粉體的分散性很好，所以，可用它來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的高度重視。隨著世界對清潔、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傳統(tǒng)溶劑型納米涂料的研究帶來一場挑戰(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。
