纳米颜料的制备及其在乳胶漆中的应用

论文摘要

本论文进行了纳米颜料的制备及其在乳胶漆中应用的研究。用胶体化学法结合超声波技术制备了纳米氧化铁，利用X射线衍射（XRD）和电子透射电镜（TEM）对纳米氧化铁微粒进行了表征。通过单因素试验确定了较佳的反应温度、较适宜的溶液pH值、表面活性剂及萃取溶剂的选取和最佳用量等工艺条件。制得的纳米氧化铁黄样品为α-FeOOH，粒径小、分散好，平均粒径约为12nm。α-FeOOH在450℃煅烧生成纳米氧化铁红α-Fe2O3，呈纺锤形，长轴约为50nm，短轴约为10nm。以正硅酸乙酯为先驱体采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅，研究了溶液pH值、正硅酸乙酯的浓度对成胶状态和成胶时间的影响，还研究了pH值对纳米二氧化硅粒径的影响。并对所制得的样品进行了XRD和TEM检测分析，制得的样品为单分散球形纳米二氧化硅，平均粒径为80nm左右，试验结果表明随溶液pH值增大，纳米二氧化硅的粒径有一定程度上的增大。本文还着重研究了纳米氧化铁红颜料应用于防锈乳胶漆中对涂料性能的影响，采用不同的分散工艺条件分散纳米氧化铁红，通过涂料性能的比较确定了较佳的分散工艺。采用相应的评价方法对纳米复合涂料的附着力、硬度、耐磨性、耐水性、耐酸性、耐碱性进行了测试。实验结果表明纳米复合涂料的性能随纳米粒子添加量的变化而变化，当纳米氧化铁红含量为3％左右时，复合涂料综合性能达到较佳的水平，目前，纳米氧化铁红应用于防锈乳胶漆中报道尚少。还尝试把常用于内外墙涂料中纳米SiO2和纳米TiO2应用于防锈乳胶漆中，研究其对防锈乳胶漆性能的影响。试验结果表明添加纳米SiO2和纳米TiO2的防锈乳胶漆的各项性能均有不同程度的提高，纳米SiO2和纳米TiO2的添加量为3.5％时，涂料耐洗刷性都有较大的提高，添加量分别为3.5％和4.5％时，防锈乳胶漆的综合性能较佳。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 纳米材料的性质
• 1.2.1 纳米材料的基本特性
• 1.2.2 纳米粒子在乳胶漆中的应用前景
• 1.3 纳米材料的制备
• 1.3.1 气相法
• 1.3.2 液相法
• 1.3.3 固相法
• 1.4 纳米氧化铁的性质及制备
• 1.4.1 纳米氧化铁的性质
• 1.4.2 纳米氧化铁的制备
• 1.5 纳米二氧化硅的性质及其制备
• 1.5.1 纳米二氧化硅的性质
• 1.5.2 纳米二氧化硅的制备
• 1.6 纳米材料在介质中的分散技术
• 1.6.1 纳米粉体团聚体形成原因
• 1.6.2 物理分散
• 1.6.3 化学分散
• 1.7 纳米涂料的制备技术
• 1.8 纳米复合涂料国内外研究现状
• 1.9 纳米涂料存在的问题
• 1.10 本论文的主要工作内容
• 2. 纳米氧化铁的制备
• 2.1 主要原料及仪器
• 2.2 实验步骤
• 2.3 实验工艺条件的确定
• 2.3.1 反应温度的选择
• 2.3.2 溶液pH对反应的影响及选择
• 2.3.3 表面活性剂的选择及用量的确定
• 2.3.4 萃取溶剂的选择及其用量的确定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 X射线衍射（XRD）线宽法表征
• 2.4.2 纳米氧化铁黄透射电镜（TEM）检测
• 2.4.3 超声波对产物粒径及分散性的影响
• 2.4.4 纳米氧化铁红的XRD表征
• 2.4.5 纳米氧化铁红的TEM表征
• 2.4.6 超声波对后期灼烧得到的纳米氧化铁红粒径的影响
• 2.5 小结
• 3. 纳米二氧化硅的制备
• 3.1 主要实验原料和仪器
• 3.2 实验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 2的生成机理'>3.3.1 SiO₂的生成机理
• 3.3.2 pH值对溶胶的影响
• 3.3.3 正硅酸乙酯与无水乙醇配比对凝胶时间的影响
• 3.3.4 X射线衍射（XRD）线宽法表征
• 3.3.5 透射电镜（TEM）检测
• 2粒径的影响'>3.3.6 溶液的pH对纳米SiO₂粒径的影响
• 3.4 结论
• 4. 纳米氧化铁红在防锈乳胶漆中的应用
• 4.1 主要实验原料及仪器
• 4.2 纳米改性涂料的制备
• 4.2.1 改性纳米浆料的制备
• 4.2.2 纳米改性防锈乳胶涂料的制备
• 4.3 涂料的性能测试
• 4.3.1 测试样板的标准
• 4.3.2 漆膜的制备
• 4.3.3 涂料性能的检测
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 基料体系的选择
• 4.4.2 颜料体系的选择
• 4.4.3 纳米氧化铁红不同分散工艺对涂料性能的影响
• 4.4.4 纳米氧化铁红粒径对防锈乳胶漆综合性能的影响
• 4.4.5 纳米氧化铁红的添加方式对涂料性能的影响
• 4.4.6 添加纳米氧化铁红的防锈乳胶涂料配方
• 4.4.7 纳米氧化铁红含量对涂料粘度的影响
• 4.4.8 纳米氧化铁红含量对涂层硬度的影响
• 4.4.9 纳米氧化铁红含量对涂层附着力的影响
• 4.4.10 纳米氧化铁红含量对涂层耐磨性能的影响
• 4.4.11 纳米氧化铁红含量对涂层耐盐水性能的影响
• 4.4.12 纳米氧化铁红含量对涂层耐碱性和耐酸性的影响
• 4.5 小结
• 2和纳米TiO₂在防锈乳胶漆中的应用'>5 纳米SiO₂和纳米TiO₂在防锈乳胶漆中的应用
• 5.1 乳胶涂料的制备
• 5.2 涂料性能测试方法
• 5.3 结果与讨论
• 2和纳米TiO₂对涂膜机械性能的影响'>5.3.1 纳米SiO₂和纳米TiO₂对涂膜机械性能的影响
• 2和TiO₂对涂膜耐洗刷性的影响'>5.3.2 纳米SiO₂和TiO₂对涂膜耐洗刷性的影响
• 2和TiO₂对耐盐水、酸、碱等腐蚀介质的影响'>5.3.3 纳米SiO₂和TiO₂对耐盐水、酸、碱等腐蚀介质的影响
• 5.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献