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随着水性涂料的快速发展,功能各异的水性涂料被应用到不同领域。由于应用领域更加精细化,单一性能的涂料不能满足市场要求,因此研究人员对树脂的改性做了大量研究。纳米粒子改性是其中一个重要的研究方向。碳钛笼树脂是一种新型环保水性树脂;即采用单晶长度为2-10nm的二氧化钛,通过定位交联形成多支骨架结构,形成高分子聚合物水分散体。当前该树脂的成膜机理和涂料施工工艺并不成熟。此次工作探究了碳钛笼树脂的合成过程,涂层成膜机理以及碳钛笼涂料的应用。（1）针对碳钛笼树脂合成做了探索。利用硅烷偶联剂KH-570合成了Si O2/Ti O2纳米复合材料。通过X射线光电子能谱分析（XPS）和傅里叶红外光谱（FTIR）证实了Si O2/Ti O2复合材料之间化学键合作用。在此基础上利用原位聚合法接枝水性丙烯酸得到了水性纳米杂化超支化丙烯酸乳液。通过透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）观察该乳液形貌为蒲公英状。将水性纳米杂化超支化丙烯酸乳液作为主成膜物制备了涂料,通过盐雾试验表明该水性涂料具有优良的耐蚀性,阻抗由丙烯酸涂层的333Ωcm2上升到8338Ωcm2。（2）在合成水性纳米杂化超支化丙烯酸乳液基础上,添加氧化石墨烯,并探究该复合涂层的防腐行为。采用modified-Hummer法自制氧化石墨烯,利用X射线光电子能谱（XPS）分析了石墨烯的氧化程度。向水性纳米杂化超支化丙烯酸乳液中添加不同比例的氧化石墨烯,制备了石墨烯复合涂层。通过扫描电镜（SEM）观察到氧化石墨烯均匀分布在涂层中。通过极化曲线和阻抗拟合数据探究了复合涂层的防腐行为;通过导热系数测定分析氧化石墨烯在涂层导热中的积极作用。总结了纳米杂化超支化丙烯酸乳液的成膜机理,这对碳钛笼树脂成膜机理研究具有重要意义。（3）在碳钛笼涂料配方探索上,根据涂料的本征性能和涂层的基本性能筛选了适合碳钛笼乳液的分散剂和成膜助剂,研究表明P-19分散剂明显提高了碳钛笼涂料的性能;QM650增塑剂能大大提高碳钛笼涂料的成膜效率。这对碳钛笼涂料的应用具有重要意义。（4）以碳钛笼乳液作为主成膜物并辅助其他助剂和填料探索其在车桥漆上的使用可能,并制备了水性车桥黑漆。从性能测试结果上看,该乳液在车桥漆上具有重要应用价值。