環保催生水性涂料中納米粉體大應用
閱讀次數： 更(geng)新(xin)時間：2021-04-14
納米粉體作為擁有小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應等特殊性質的粉體，當其加入到水性涂料中時，不但可顯著提高水性涂料的耐沖擊、耐老化、耐腐蝕、抗紫外線等性能，還可使水性涂料獲得如自清潔、抗靜電、阻燃等新的特殊功能。因此，納米復合涂料的開發和應用受到了用戶的廣泛喜愛，得到了企業的極大重視。
隨著水性納米涂料應用熱潮的高漲，人們也加快了對納米粉體在水性涂料應用中的研究，起初普遍采用直接使用納米粉體作為涂料的添加劑，其后利用機械方法進行分散的常規制備技術。
然而，盡管水性涂料的某些特性可以通過添加納米粉體得以提高，但是常規的機械分散方式無法保證納米粉體在其制備的水性納米涂料中得到有效分散，更無法抑制已分散的納米微粒的二次自聚集現象。因為在水性介質中，納米粉體高的表面能和比表面積能強烈吸附水性介質，反應生成R—OH基結構，使得粉體間的相互作用力和粉體的表面活性增強。而且，R—OH基間易發生聚合反應或生成新的連接物，極易使納米粉體產生團聚，不易分散，而常用的脂肪醇、胺、脂肪酸、硅氧烷等改性劑都不適合在水性介質中使用。所以，如何選用適當的表面活性劑，使納米粉體能更有效地分散在水性涂料介質中，便成為擺在人們面前的重要課題。
納米粉體要想很好地分散在水性涂料介質中，并具有長期穩定性，不在長期的貯存過程中發生二次自聚集現象，就需要改性。國內外學者在納米粉體改性方面做了大量的研究，他們發現加入分散劑、表面包裹劑，可以使納米粉體表面得到修飾改性。
在常規涂料制備的過程中加入納米粉體的先驅物、反應控制劑和稀釋劑水等，可以直接在顏填料微粒的表面原位合成相應的納米粉體，制備出了具有顯著納米改性效果的高性能納米涂料。
此外，要提高納米粉體在水性涂料中的分散性，還可以替換分散介質，如用水性乳液、丙烯酸乳液等替換一般的水性介質來實現。
水性乳液較一般的水性介質具有更好的成膜特性，用水性乳液作為納米粉體的分散介質不僅能得到性能很好的涂層，而且涂料的分散性和長期穩定性也可以得到保證。
丙烯酸乳液對于普通粉體的分散性很好，所以，可用它來作納米粉體的分散介質用于水性涂料中。
作為一種全球性的環保涂料，水性納米涂料已引起世界各國的高度重視。隨著世界對清潔、環保工業要求的日益提高，水性環保納米涂料的研制將對傳統溶劑型納米涂料的研究帶來一場挑戰，也將為發展高性能、環保型、功能化的納米涂料提供新的方法與機遇。
