納米氧化物對水性苯丙木器漆硬度及耐磨性影響研究.pdf

1、隨著全球環(huán)保意識的增強，國內(nèi)外的環(huán)保法規(guī)和政策正日趨嚴(yán)格。國內(nèi)涂料行業(yè)也面臨持續(xù)增大的環(huán)保壓力，隨著國家環(huán)保法的出臺以及涂料消費稅的征收，迫使涂料向環(huán)保型轉(zhuǎn)變，家具行業(yè)以環(huán)保型涂料替代溶劑型涂料漸成大勢所趨，因而水性環(huán)保涂料的研究開發(fā)將成為今后的發(fā)展重心。
　　本文研究以制備性能優(yōu)良的水性木器涂料為目標(biāo)，首先利用表面改性劑制備納米氧化物漿料，探討納米氧化物漿料的制備條件，并進行性能表征，考察漿料的TEM形貌、分散性和穩(wěn)定性;繼而以

2、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯等為原料，添加適量的納米氧化物漿料制備納米氧化物改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液（簡稱苯丙乳液），探討了聚合工藝對乳液性能的影響并對乳液進行了性能測試和表征;然后，以改性苯丙木器涂料涂飾木材試樣，檢測涂膜的硬度、耐磨性及環(huán)保性能，對比市售水性木器涂料，考察納米氧化物對水性苯丙木器涂料漆膜性能的影響。主要研究成果如下:
　　(1)利用聚丙烯酰胺(5040)、聚乙二醇(PEG)和辛基酚聚氧乙烯醚(X-405)對納米氧

3、化鋁和納米氧化鋯進行表面改性，所制漿料的顆粒表面光滑、規(guī)整，分散均勻。沉降測試表明，由于漿料中添加了改性劑，具有靜電排斥和空間位阻穩(wěn)定作用，提高了改性后的納米氧化鋁和納米氧化鋯的分散穩(wěn)定性。
　　(2)試驗制備的納米氧化物改性苯丙乳液，通過對3種聚合工藝制備的改性苯丙乳液性能對比，發(fā)現(xiàn)預(yù)乳化種子聚合工藝合成的乳液具有凝聚率低，熱穩(wěn)定性好、聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，乳液粒徑小，粘度低，且適宜長期貯存。預(yù)乳化種子聚合法最終確定為改性苯丙乳液制

4、備方法。
　　(3)綜合考慮聚合工藝對乳液性能的影響，確定改性苯丙乳液制備的較優(yōu)聚合條件為:聚合溫度范圍為85～90℃;聚合時間為6h;聚合攪拌速度150 r/min;軟硬單體質(zhì)量比為苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯(St/MMA/BA)=4/3/1;乳化劑添加量以3％為宜，質(zhì)量比為十二烷基硫酸鈉(SDS)∶十二烷基苯磺酸鈉(MSDS)∶油酸鈉(SO)=10∶10∶1;納米氧化物的適宜用量為1.5％。
　　(4)納米氧化物

5、的添加有利于漆膜硬度的增大，并且顯著提高漆膜的耐磨性，同時不影響涂膜外觀和制備成本，納米氧化物含量適宜范圍為1～1.5％。比較兩種納米氧化物對漆膜性能的影響，發(fā)現(xiàn)在耐磨性方面，納米氧化鋯優(yōu)于納米氧化鋁，而其他方面差別不明顯。
　　(5)當(dāng)納米氧化物添加量為1.5％時，苯丙水性木器涂料漆膜硬度為H，耐磨性0.071-0.079g/100r，TVOC為150g/L。試驗制備的納米氧化物改性水性苯丙木器涂料是低VOC的環(huán)保產(chǎn)品，耐磨性和