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纳米ZnO改性苯丙外墙涂料的研究

作　者: 国晓军
导　师: 郭文录
学　校: 江苏科技大学
专　业: 应用化学
关键词: 纳米ZnO 纳米改性苯丙涂料正交试验性能检测表征
分类号: TQ630.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

纳米ZnO是目前产量较大、价格较低的已工业化的功能性纳米材料,可广泛应用于涂料行业。为了提高现有苯丙外墙涂料的性能和档次,本文对纳米ZnO的改性和分散进行了系统的实验研究,制备出了纳米ZnO改性苯丙外墙涂料,并研究了纳米ZnO对涂料性能的影响。实验研究了纳米ZnO在水中的分散情况,讨论了分散剂用量、分散剂种类、pH值、纳米粒子浓度和硅烷偶联剂用量对分散效果的影响,通过正交试验,优化出了分散工艺条件,制备出了改性纳米ZnO浆液。再用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪、X衍射仪表征了纳米粒子的分散和改性效果。结果表明:该浆液贮存稳定性好,纳米ZnO粒径较小且分布均匀,为制备纳米ZnO改性涂料奠定了基础。采用改性纳米ZnO制备出了纳米ZnO改性苯丙外墙涂料,并对其主要性能进行了检测。结果表明,改性苯丙外墙涂料的耐人工老化性、耐擦洗性、耐碱性、耐水性、耐沾污性和贮存稳定性等明显提高。另外改性纳米涂料的涂膜干燥时间大大缩短,附着力和硬度等都优于改性前涂料。同时SEM分析结果表明:改性纳米ZnO的加入,改善了颜填料在涂层中分散性,增强了颜填料粒子与树脂之间的相容性,提高了涂层的致密性,从而显著改善涂料的性能。采用气相色谱法测定纳米ZnO改性苯丙外墙涂料中挥发性有机物的含量,采用紫外法测定甲醛含量。测试结果表明:VOC和甲醛含量远低于GB18582-2001规定的限量,属绿色环保涂料。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-14
第1章绪论  14-22
  1.1 国内外纳米改性外墙涂料的研究现状  14-18
    1.1.1 国外纳米改性外墙涂料的研究现状  14-16
    1.1.2 国内纳米改性外墙涂料的研究现状  16-18
  1.2 纳米ZnO 的性质及其表面修饰  18-20
    1.2.1 纳米ZnO 的性质  18-19
    1.2.2 纳米ZnO 的表面修饰  19-20
  1.3 本课题研究的目的、意义及主要内容  20-22
    1.3.1 本课题研究的目的和意义  20-21
    1.3.2 本课题的主要研究内容  21-22
第2章纳米ZnO 在水基体系中的改性分散  22-38
  2.1 引言  22
  2.2 主要实验仪器及药品  22
    2.2.1 主要实验仪器  22
    2.2.2 主要实验药品  22
  2.3 纳米ZnO 的分散改性原理  22-27
    2.3.1 双电层结构  23-24
    2.3.2 胶体分散稳定理论  24-27
  2.4 纳米ZnO 分散体系稳定性的影响因素  27-31
    2.4.1 分散剂的选择  27-28
    2.4.2 分散剂对纳米ZnO 分散稳定性的影响  28
    2.4.3 纳米ZnO 的用量对分散稳定性的影响  28-29
    2.4.4 pH 值对纳米ZnO 分散稳定性的影响  29-30
    2.4.5 硅烷偶联剂纳米ZnO 分散稳定性的影响  30-31
  2.5 纳米ZnO 的分散改性工艺与实验  31-33
    2.5.1 纳米ZnO 的分散改性工艺  31-32
    2.5.2 纳米ZnO 的分散改性实验  32-33
  2.6 纳米ZnO 分散改性效果的表征  33-37
    2.6.1 纳米ZnO 傅立叶红外光谱表征  33-35
    2.6.2 纳米ZnO 扫描电子显微镜（SEM）表征  35-36
    2.6.3 纳米ZnO 的X 射线衍射（XRD）结构表征  36-37
  2.7 本章小结  37-38
第3章涂料配方的研制及影响因素  38-61
  3.1 引言  38
  3.2 主要实验仪器及药品  38-39
    3.2.1 主要实验仪器  38
    3.2.2 主要实验药品  38-39
  3.3 外墙涂料的成膜机理和制备工艺  39-41
    3.3.1 乳胶涂料的成膜机理  39-40
    3.3.2 纳米ZnO 改性苯丙外墙涂料的制备工艺  40-41
  3.4 纳米改性外墙涂料配方的正交实验  41-45
    3.4.1 涂膜耐洗刷性的影响因素  43-44
    3.4.2 涂膜耐老化性的影响因素  44-45
    3.4.3 纳米ZnO 改性外墙涂料配方的确定  45
  3.5 合成树脂乳液涂料的性能检测方法  45-49
  3.6 苯丙外墙涂料性能检测和分析  49-50
    3.6.1 涂料常规性能检测  49-50
    3.6.2 涂层外貌电镜分析  50
  3.7 纳米ZnO 对涂料性能的影响  50-52
  3.8 助剂对涂料性能的影响  52-57
    3.8.1 分散剂对涂料性能的影响  53-55
    3.8.2 增稠剂对涂料性能的影响  55
    3.8.3 成膜助剂对涂料性能的影响  55-56
    3.8.4 杀菌剂对涂料性能的影响  56-57
    3.8.5 消泡剂对涂料性能的影响  57
  3.9 PVC 对涂料性能的影响  57-60
  3.10 本章小结  60-61
第4章纳米ZnO 改性苯丙外墙涂料的环保性能测试  61-71
  4.1 涂料中VOC含量的测定  61-66
    4.1.1 VOC 含量的测定实验  61-64
    4.1.2 VOC 含量的测定结果与讨论  64-66
  4.2 涂料中甲醛含量的测定  66-70
    4.2.1 甲醛含量的测定实验  66-68
    4.2.2 甲醛含量的测定结果与讨论  68-70
  4.3 本章小结  70-71
结论  71-72
参考文献  72-76
攻读硕士期间发表的论文  76-77
致谢  77-78
详细摘要  78-82

纳米ZnO改性苯丙外墙涂料的研究

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