仿生自清潔外墻涂料的制備.pdf

1、本文介紹了外墻涂料的污染機(jī)理和荷葉自清潔原理，研制出一種新型能形成疏水性漆膜的涂料，并探討了乳液、顏基料、助劑等對此種漆膜性能的影響。 涂料水性化技術(shù)在過去的三十年里得到了迅速的發(fā)展，由于對環(huán)境法規(guī)的日益重視，乳膠涂料特別是外墻乳膠涂料獲得到廣泛的應(yīng)用。外墻采用水性涂料裝飾是建筑涂料發(fā)展的必然趨勢，自清潔外墻涂料由于其優(yōu)異的耐沾污性能具有很大的應(yīng)用前景。 有機(jī)硅改性的丙烯酸酯(硅丙)乳液具有優(yōu)異的耐候性和抗沾污性能，是一

2、種理想的外墻涂料基料。在實(shí)驗(yàn)過程中，以過硫酸鉀為引發(fā)劑，在陰/非離子復(fù)合乳化劑存在下，采用預(yù)乳化種子乳液聚合工藝合成了有機(jī)硅丙烯酸酯共聚乳液。討論了單體的種類、配比以及各種合成工藝條件，如聚合溫度、引發(fā)劑用量等對乳液性能和涂膜性能的影響。乳化劑是乳液穩(wěn)定性主要影響因素，因此對乳化劑的影響進(jìn)行了全面的探討，包括乳化劑的濃度、陰離子型與非離子型乳化劑的比例對乳液機(jī)械穩(wěn)定性、鈣離子穩(wěn)定性的影響。 研究結(jié)果表明，在丙烯酸酯乳液中添加有機(jī)

3、硅氧烷，可以提高乳液聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，同時(shí)提高聚合物涂膜的耐水性、耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性等。但是添加有機(jī)硅單體要適量，否則當(dāng)有機(jī)硅氧烷用量過大時(shí)，因?yàn)橛袡C(jī)硅的自身水解聚合將導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性下降。利用TEM、SEM等測試手段研究了共聚物的結(jié)構(gòu)和性能，并采用建筑涂料測試標(biāo)準(zhǔn)(GB/T9755-1995)檢測涂料的相關(guān)性能。涂料的耐沾污性、耐候性、附著力等性能均超過相應(yīng)國標(biāo)。 采用自制有機(jī)硅氧烷丙烯酸酯乳液作為外墻涂料的成膜基料進(jìn)行應(yīng)

4、用實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明基料和顏料種類及用量對乳膠涂料的性能有重要的影響。不同基料對乳膠涂料的耐候性、耐沾污性的影響最為顯著。 同時(shí)，我們對顏填料——針狀硅灰石粉進(jìn)行改性，以提高涂膜的疏水性能。結(jié)果顯示，硅灰石的改性時(shí)間、改性溫度、改性劑用量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等工藝條件對硅灰石粉的改性效果有影響。改性后的硅灰石粉在外墻涂料中使用，可以提高涂膜的耐沾污性、耐老化和自清潔性能。 在涂料的配制過程中，根據(jù)荷葉的自清潔理論，加入一種乳化微晶蠟乳