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本论文拟研制新型高耐候无机纳米粒子改性水性丙烯酸酯外墙涂料。 在全面综述新型聚合物紫外光稳定剂的研究发展和应用状况的基础上,从材料的紫外光屏蔽性能出发,确定选用纳米TiO2、SiO2、ZnO作为涂料的光稳定材料。论文概括了无机纳米材料的各种制备技术,尤其着重介绍了湿化学方法制备纳米材料方面的最新进展,总结评述了当前无机纳米材料改性聚合物各种制备技术发展的现状及其问题。 在此基础上,为解决纳米粉体的团聚问题,使纳米粒子在涂料中有效分散与附聚,以实现纳米粒子改性的有效性,原创性地提出了原位生成纳米粒子改性涂料制备工艺的新思路:利用湿化学方法制备纳米材料的技术,在常规涂料制备的过程中加入所需引入纳米粒子的先驱物,直接在颜填料微粒的表面原位合成相应的纳米粒子。同时提出在位分散法纳米粒子改性涂料的制备技术:直接在涂料中引入采用湿化学方法制备的纳米粒子溶胶,而不是采用外加经过过滤和烧结等工艺制备的纳米粉体。原位生成纳米粒子改性法将纳米粒子的合成与分散一步完成;在位分散法纳米粒子改性工艺直接将纳米粒子溶胶与涂料进行分散,一定程度上避免了纳米粒子的团聚,保证了纳米粒子改性的有效性。 论文采用络合物水解法在常温下成功地制备了均匀分散的纳米TiO2溶胶,并采用原位生成法制备了纳米TiO2改性水性丙烯酸酯涂料。通过考查纳米TiO2溶胶的紫外光吸收和散射性能发现纳米TiO2溶胶对紫外光有很好的吸收屏蔽效果,在320nm以下紫外光波段的透过率几乎为零,且随着纳米二氧化钛粒径的变小,其紫外光吸收蓝移;研究了络合物水解法制备的工艺因素对纳米TiO2紫外吸收和散射性能影响的相关规律;采用原位生成法制备的纳米TiO2改性水性丙烯酸酯涂料的耐老化性能优异:人工老化1800小时后仍无粉化、起泡、剥落、裂纹等老化迹象,远远超过国标优等品要求的600小时粉化1级的标准,而相应的未改性涂料在人工老化1600小时时,粉化已达到1级。 用溶胶—凝胶法制备了稳定的纳米SiO2溶胶,并采用在位分散法制备了纳浙江大学硕士学位论文米510:改性水性丙烯酸酷涂料。实验证明:纳米510:溶胶具有很强的紫外散射屏蔽性能,对400nm以下的紫外光能屏蔽90%以上;在位分散法纳米510:改性涂料的耐人工老化粉化时间比直接分散法纳米510:改性涂料提高了近1倍,耐变色时间(达到色差2级的时间)是国标优等品要求的1.83倍,较相应的未改性涂料提高了约25%。 通过原位生成法制备的纳米TIO:改性涂料和在位分散法制备的纳米510:改性涂料具有超强的耐候性能,以人工老化100h大约相当于室外曝晒一年计算,纳米改性的涂料在室外的使用寿命可超过18年。