纳米改性零VOC内墙涂料的研制

摘要

本论文对纳米技术和环境友好的零VOC(挥发性有机化合物)内墙乳胶涂料进行了针对性的应用研究。主要进行了下面的工作，研制了一种含有核壳构型的丙烯酸酯乳液，其不用成膜助剂可在0℃成膜并有较高的玻璃化转变温度(Tg值)。考察了聚合工艺、乳化剂、引发剂和核壳单体比例等因素对乳液合成稳定性和乳胶粒子构型的影响。以此为基础，制备出了零VOC纳米材料改性内墙乳胶涂料，研究了影响纳米材料分散稳定性的各种因素，纳米材料品种和用量对涂膜增强性和抗菌性能的影响。同时探讨了降低涂料VOC的有关途径。 通过上述研究得知，聚合工艺及单体的加入方式对核壳乳液的合成稳定性及最低成膜温度(MFFT)影响较大。采用分段的半连续滴加工艺，可合成T<,g>和MFFT差别较大的具有异相构型的稳定的丙烯酸乳液。两阶段单体的组成及特性对于核壳乳液的异相形念和MFFT有着很大的影响，第一阶段单体中加入适量的丙烯酸单体，第二阶段使用疏水型单体均有助于形成界限分明的核壳构型粒子形态，有利于合成Tg值高而MFFT低的乳液。核壳两阶段单体的用量比为3：7～4：6时，方能制得具有较高Tg和较低MFFT的理想的核壳构型乳液。用本研究制备的核壳结构乳液，可以制得符合指标要求且满足使用要求的零VOC内墙涂料。涂料中纳米材料的品种选择和用用量影响涂料的性能。加入配方量(1.0～2.0)％的纳米Al<,2>O<,3>或SiO<,2>，(0.3～0.5)％的四合一纳米复合抗菌材料可使涂料的综合性能最佳，可大幅度提高涂层的耐沾污、耐洗刷性和耐老化性能，以及防腐防霉抗菌效果，且能通过光触媒分解空气中NOx和甲醛、甲苯等有害有机物质，净化空气。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 引言

1.1纳米技术的由来及战略意义

1.2纳米材料的性能

1.2.1小尺寸效应

1.2.2表面效应

1.2.3量子效应

1.3纳米技术在国外的发展

1.4纳米技术在中国的发展

1.5纳米材料在建筑涂料中的作用

1.6应用于内外墙乳胶涂料中的纳米材料概况

1.6.1纳米SiO2在内外墙涂料中的应用

1.6.2纳米TiO2在内外墙涂料中的应用

1.6.3纳米Al2O3在内外墙涂料中的应用

1.6.4纳米CaCO3在内外墙涂料中的应用

1.6.5纳米ZnO在内外墙涂料中的应用

2本研究的主要研究进展及意义

2.1意义

2.2国内外研究进展

2.3形成核壳构型乳液影响因素

2.4核壳乳液的结构表征测试方法

3零VOC内墙涂料的制备及表征

3.1零VOC内墙涂料的制备原理

3.2实验原材料及设备

3.3实验配方和制备工艺

3.3.1丙烯酸核壳乳液制备的配方和工艺

3.3.2纳米改性零VOC内墙乳胶涂料制备的配方和工艺

3.4性能测试

3.5核壳乳液合成条件试验结果分析与讨论

3.5.1合成路线的选择及聚合工艺的确定

3.5.2不同乳化剂对乳液合成稳定性和MFFT的影响

3.5.3乳化剂用量对合成稳定性和MFFT的影响

3.5.4引发剂用量对合成稳定性和MFFT的影响

3.5.5丙烯酸用量对乳液合成稳定性和MFFT的影响

3.5.6第二阶段单体种类对乳液合成稳定性和MFFT的影响

3.5.7使用甲基丙烯酸对合成稳定性和MFFT影响

3.5.8乳液聚合核/壳两阶段单体比例条件实验

3.5.9核壳乳液微观结构表征分析

3.6涂料的研制及分析

3.6.1纳米材料分散性影响因素

3.6.2纳米材料用量对涂料耐洗刷性和抗菌防霉性能的影响

3.6.3不同纳米抗菌剂的抗菌效果

3.6.4复合纳米材料用量对乳胶涂料防霉防腐抗菌性能的影响

3.6.5复合纳米材料用量对分解室内空气中有机物影响

3.6.6配制的纳米改性内墙乳胶涂料的涂膜透气性检测

3.6.7消泡剂的选用

3.6.8增稠剂的选用

3.6.9本论文研制产品达到的技术指标

4结论

5致谢

6参考文献