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水性嵌段型纳米结构漆的研究

作　者: 崔岩
导　师: 张万喜
学　校: 吉林大学
专　业: 材料学
关键词: 纳米乳液嵌段型纳米结构漆增稠剂
分类号: TB383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

国外纳米漆的研究开发已进入产业化的有随角异色性的豪华轿车面漆、军事隐身漆、绝缘漆等,此外,在静电屏蔽漆、光催化自清洁漆的研究开发方面也取得了成功并实现了产业化。国内纳米漆的研究开发主要集中在改善建筑外墙漆的耐候性和建筑内墙漆的抗菌性方面,而在工业用纳米涂料以及涂料的基料方面的研究工作尚较少。目前国内外所研制的纳米漆大都是纳米粉体填充改性漆,即以传统聚合物乳液为基料,配以纳米颜填料制成的,其基料没有改变,性能改善不大,无纳米级聚合物乳液为成膜物质的纳米漆。本文在不使用乳化剂的情况下利用特殊的分子自组装聚合交联技术制备了丙烯酸聚酯类纳米乳液,对该纳米乳液的结构与性能进行了表征,其乳液粒径在54-89nm 范围内;进一步分析了反应条件对乳液粒径的影响以及乳液粒径的大小对涂料性能的影响;并且利用该纳米聚合物乳液为成膜物研制出水分散、常温自交联、可研磨的高性能水性嵌段型纳米结构内墙漆、纳米结构外墙漆、纳米结构工业用漆。试验结果表明,水性嵌段型纳米结构漆基本上消除了普通漆和纳米粉体填充改性漆存在的各种问题,其使用性能有很大的提高,可广泛应用于建筑、工业、汽车、铁路、船舶、航空等各种领域。

全文目录

提要  5-10
第一章绪论  10-21
  1.1 纳米漆的研究发展方向  13-14
  1.2 国内外纳米漆研究现状  14-21
    1.2.1 国外纳米漆的发展现状  14-18
      1.2.1.1 纳米材料的光活性及其在漆中的应用  14-16
      1.2.1.2 纳米材料的表面活性及在漆中的应用  16
      1.2.1.3 纳米填充的复合材料和界面修饰  16-17
      1.2.1.4 表面吸附与涂料流变性  17-18
      1.2.1.5 纳米粒子电性能及其在漆中的应用  18
    1.2.2 国内纳米漆的发展现状  18-21
第二章水性嵌段型聚合物纳米乳液的聚合机理  21-40
  2.1 纳米乳液的合成机理  21-25
  2.2 水性丙烯酸改性环氧聚酯纳米乳液的合成  25-33
  2.3 水性丙烯酸改性环氧聚酯纳米乳液的结构表征  33
  2.4 聚合物反应条件与聚合物纳米乳液粒径的关系  33-38
    2.4.1 反应温度与聚合物纳米乳液粒径的关系  34-35
    2.4.2 引发剂浓度与聚合物纳米乳液粒径关系  35-36
    2.4.3 水含量(固含量)与聚合物纳米乳液粒径的关系  36-37
    2.4.4 搅拌速度与聚合物纳米乳液粒径的关系  37-38
  2.5 纳米乳液与通用乳液对涂料性能的影响  38-39
    2.5.1 内外墙漆  38
    2.5.2 工业漆(装饰性)  38-39
  2.6 本章小结  39-40
第三章水性嵌段型纳米结构漆结构与性能研究  40-44
  3.1 聚合物纳米乳液粒径的测试  40-41
  3.2 聚合物纳米乳液粒径对涂料性能的影响  41-43
  3.3 本章小结  43-44
第四章纳米结构漆配方的优化设计  44-48
  4.1 正交实验  44-47
  4.2 本章小结  47-48
第五章水性嵌段型纳米结构漆各组分对漆性能的影响  48-73
  5.1 纳米乳液  48-52
    5.1.1 纳米乳液的分类及作用  48-50
      5.1.1.1 纳米乳液的分类  48-49
      5.1.1.2 纳米乳液的作用  49-50
    5.1.2 自乳化型水性自干聚酯的开发研究  50-51
    5.1.3 核—壳结构乳液的内层、外层组分的影响  51
    5.1.4 自干水性自乳化聚酯的性能  51-52
  5.2 分散剂对漆性能的影响  52-55
  5.3 湿润剂对漆性能的影响  55-57
  5.4 消泡剂对漆性能的影响  57-60
  5.5 催干剂对漆性能的影响  60-61
  5.6 消光剂对漆性能的影响  61-62
  5.7 增稠剂对漆性能的影响  62-66
    5.7.1 纳米漆的流变性研究  62-63
    5.7.2 增稠剂的选择  63-66
      5.7.2.1 高PVC的纳米漆增稠剂的选择  63-64
      5.7.2.2 中PVC的纳米漆增稠剂的选择  64-65
      5.7.2.3 低PVC的纳米漆增稠剂的选择  65-66
  5.8 水溶性高沸点溶剂对漆性能的影响  66
  5.9 流平剂对漆性能的影响  66-68
  5.10 颜填料对漆性能的影响  68-72
    5.10.1 颜填料的分类  68-70
    5.10.2 颜填料的粒径与形状对涂料贮存稳定性的影响  70-72
  5.11 本章小结  72-73
第六章水性嵌段型纳米结构内墙漆  73-90
  6.1 引言  73-74
  6.2 水性嵌段型纳米结构内墙封闭底漆  74-81
    6.2.1 干性油改性丙烯酸聚酯纳米乳液的合成  74-79
      6.2.1.1 实验部分  74-76
        6.2.1.1.1 试剂及仪器  74
        6.2.1.1.2 合成  74-75
        6.2.1.1.3 聚合物结构与性能测试  75-76
      6.2.1.2 结果与讨论  76-79
    6.2.2 纳米结构内墙封闭底漆的制备  79-81
      6.2.2.1 实验部分  79-81
        6.2.2.1.1 原料与仪器  79
        6.2.2.1.2 制备工艺  79
        6.2.2.1.3 制备工艺路线  79-81
      6.2.2.2 结果与讨论  81
  6.3 水性嵌段型纳米结构内墙面漆的研究  81-89
    6.3.1 丙烯酸聚酯纳米乳液的合成  81-86
      6.3.1.1 实验部分  81-84
        6.3.1.1.1 试剂及仪器  81
        6.3.1.1.2 合成  81-83
        6.3.1.1.3 聚合物结构与性能测试  83-84
      6.3.1.2 结果与讨论  84-86
    6.3.2 水性纳米结构内墙面漆的制备  86-89
      6.3.2.1 实验部分  86-88
        6.3.2.1.1 原料与仪器  86-87
        6.3.2.1.2 制备工艺  87
        6.3.2.1.3 制备工艺路线  87-88
      6.3.2.2 结果与讨论  88-89
  6.4 本章小结  89-90
第七章水性嵌段型纳米结构外墙漆  90-106
  7.1 引言  90
  7.2 水性嵌段型纳米结构外墙弹性耐碱封闭底漆  90-97
    7.2.1 水性有机硅改性(甲基)丙烯酸聚酯纳米乳液的的合成  90-94
      7.2.1.1 实验部分  90-92
        7.2.1.1.1 试剂及仪器  90
        7.2.1.1.2 合成  90-92
        7.2.1.1.3 聚合物结构与性能测试  92
      7.2.1.2 结果与讨论  92-94
    7.2.2 纳米结构外墙弹性耐碱封闭底漆的制备  94-97
      7.2.2.1 实验部分  94-97
        7.2.2.1.1 原料与仪器  95
        7.2.2.1.2 制备工艺  95
        7.2.2.1.3 制备工艺路线  95-97
      7.2.2.2 结果与讨论  97
  7.3 水性嵌段型纳米结构外墙面漆  97-105
    7.3.1 不饱和脂肪酸改性甲基丙烯酸聚酯纳米乳液的合成  97-102
      7.3.1.1 实验部分  97-100
        7.3.1.1.1 试剂及仪器  97
        7.3.1.1.2 合成  97-99
        7.3.1.1.3 聚合物结构与性能测试  99-100
      7.3.1.2 结果与讨论  100-102
    7.3.2 水性嵌段型纳米结构外墙面漆的制备  102-105
      7.3.2.1 实验部分  102-105
        7.3.2.1.1 原料与仪器  102-103
        7.3.2.1.2 制备工艺  103
        7.3.2.1.3 制备工艺路线  103-105
      7.3.2.2 结果与讨论  105
  7.4 本章小结  105-106
第八章水性嵌段型纳米结构工业漆  106-125
  8.1 引言  106-107
  8.2 水性嵌段型纳米结构金属防护底漆  107-115
    8.2.1 水性不饱和脂肪酸改性的丙烯酸环氧聚酯纳米乳液的合成  107-112
      8.2.1.1 实验部分  107-109
        8.2.1.1.1 试剂及仪器  107
        8.2.1.1.2 合成  107-109
        8.2.1.1.3 聚合物结构与性能测试  109
      8.2.1.2 结果与讨论  109-112
    8.2.2 水性嵌段型纳米结构金属防护底漆的制备  112-115
      8.2.2.1 实验部分  112-115
        8.2.2.1.1 原料与仪器  112-113
        8.2.2.1.2 制备工艺  113
        8.2.2.1.3 制备工艺路线  113-115
      8.2.2.2 结果与讨论  115
  8.3 水性嵌段型纳米结构金属防护面漆的研究  115-124
    8.3.1 不饱和脂肪酸改性甲基丙烯酸聚酯纳米乳液的合成  115-120
      8.3.1.1 实验部分  115-118
        8.3.1.1.1 试剂及仪器  115-116
        8.3.1.1.2 合成  116-117
        8.3.1.1.3 聚合物结构与性能测试  117-118
      8.3.1.2 结果与讨论  118-120
    8.3.2 水性嵌段型纳米结构金属防护面漆的制备  120-124
      8.3.2.1 实验部分  120-123
        8.3.2.1.1 原料与仪器  120-121
        8.3.2.1.2 制备工艺  121
        8.3.2.1.3 制备工艺路线  121-123
      8.3.2.2 结果与讨论  123-124
  8.4 本章小结  124-125
第九章水性嵌段型纳米结构漆的应用  125-128
第十章结论  128-130
参考文献  130-135
作者在攻读博士学位期间发表的论文和完成的科研工作  135-136
致谢  136-137
摘要  137-140
Abstract  140-144

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