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纳米材料因其独特的功能效应,经过最近十几年的发展,已成为世界各国研究的热点。研究将无机纳米材料与有机树脂复合,制备高耐磨、高透明性的涂料,将其应用于木器家具、地板、树脂镜片等需要具有良好耐磨性和透明性的场合,具有十分重要的意义。本文首先研究了纳米 Al2O3在水中的分散行为,讨论了分散剂种类、分散剂用量、pH 值、分散时间、分散方法以及纳米粒子浓度对分散效果的影响,用离心加速沉降后测分散液透过率和粒度分布,用来表征纳米 Al2O3在水中的分散稳定性;同时,确定了离心加速沉降和自然沉降的定量关系。结果表明:纳米 Al2O3分散液自然沉降 60d 后上层清液的透过率达 85%,与 4000r/min 离心加速沉降15min 所测透过率相当,说明可以用离心加速沉降替代自然沉降;浓度 4wt%纳米 Al2O3分散液,当 pH=9 时,选用阴离子型分散剂,用量为 0.4wt%,超声分散 20min,可获得稳定纳米 Al2O3水分散液;浓度 4wt%纳米 Al2O3分散液,当 pH=3 时 ,选用非离子型分散剂,用量为 0.8wt%,超声分散 20min,可获得稳定纳米 Al2O3水分散液。然后,用硬脂酸对纳米 Al2O3进行表面亲油改性,红外光谱分析表明硬脂酸与纳米 Al2O3表面的羟基发生了反应。将表面改性的纳米 Al2O3与丙烯酸树脂、聚酯树脂复配,制备了溶剂型纳米透明耐磨涂料。最佳结果:添加 15wt%纳米Al2O3 的涂膜,耐磨性提高了 100%,相对于底材 PMMA 提高了 1.75 倍,可见光透过率为 80%。将表面改性的纳米 Al2O3分别与丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧树脂复配,制备了溶剂型纳米透明耐磨涂料。最佳结果:添加 5wt%的纳米 Al2O3,涂膜的耐磨性提高了 110%,相对于基材 PMMA 提高了 3.1 倍,可见光透过率在 80%左右,同时涂膜的硬度和耐划伤性也有一定提高。接着,讨论了涂膜的耐磨性、耐划伤性、透过率、硬度与填料体积浓度(PVC)的关系,确定了涂膜多种性质发生突变的颜料体积浓度(PVC)在 2.01%(7wt%)左右,与理论 CPVC 值 2.22%基本一致。从而首次验证了纳米涂料也遵循普通涂 I<WP=4>摘要料的 CPVC 理论。用扫描电镜表征了涂膜中纳米 Al2O3的分散,探讨了纳米材料改善涂膜耐磨性的机理:由基材到填料的选择性磨损,实现由粘着磨损向磨料磨损的转变。最后,在水性聚氨酯乳液中添加一定量纳米 Al2O3的水分散液,制备水性纳米透明耐磨涂料。纳米 Al2O3 添加量为 4wt%的涂膜,耐磨性提高 2.4 倍;当添加量达到 5wt%时,耐划伤性提高 1 倍,硬度由 2H 提高到 3H,可见光透过率在80%左右。