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各类无机/有机杂化涂料的探讨分析
来源:www.redpaint.cn 发表时间:2017-11-21

1防腐涂料
海虹老人牌涂料有着悠久的历史,它除了有一般涂料共性之外,还需要有对腐蚀介质的良好的稳定性、抗渗透性以及优良电绝缘性等特点。由于防腐涂料需要满足上述特性,所以它不仅仅是机械的把腐蚀介质与金属表面隔离分开起到保护作用,而且还由于成膜物性质,以及所使用的颜料、填料、各种助剂等多方面的因素,使防腐涂料具有物理和电化学的保护作用。

Ji-MingHu等采用有机无机杂化涂料对Nd-Fe-B磁铁防腐蚀处理。测试显示其抗腐蚀性能有显著的提高,无机有机杂化涂料的稳定结构可以很有效的防止腐蚀。R.LBallard等[42]通过掺杂金属氧化物制备防腐蚀的无机有机杂化涂料,以钦异丙醇盐(TIP)、错丙醇盐(ZRP)作为无机相,大豆油作为有机相、醋酸锌二水合物(ZnAc)和磷酸锌作为抗腐蚀剂。掺杂后的涂料在抗腐蚀、伸长系数、硬度、韧性等方面都有了大幅度的提高。紫外光谱显示,通过溶胶凝胶法制得的有机无机杂化涂料中,钦异丙醇盐与错丙醇盐产生相互作用。

海虹老人牌涂料

2抗菌涂料
随着人们对环境卫生的重视与提高,抗菌剂和抗菌材料逐渐发展起来,抗菌涂料是抗菌剂的一个重要应用领域。在基本涂料配方中添加定量适宜的抗菌材料,即可制成抗菌涂料早期的杀菌剂主要是分子内含金属元素的有机化合物和含氯的酚系化合物,如有机汞化物、有机锡化合物以及多氯联苯等。这类有害物质容易被农作物和禽畜吸收,最终经口入并积蓄于人的体内,引致急性或慢性中毒。这使得这些杀菌剂先后在许多国家禁用或严格限制使用。随后又有研究人员研究了毒性较低的有机抗菌剂,但是抗细菌效差,仅防霉菌作用强[43-45],对二者均有优良抑制效果的有机抗菌剂极少。不仅如此,有些抗菌剂具有即效杀毒性,持久性不好,热稳定性较差,自身分解或挥发产物可能对人体害,易产生耐药性和造成二次污染,不适应于高温加工,限制了它的使用。因此,无机抗菌剂便脱颖而出,与有机抗菌剂相比,无机抗菌材料对细菌抑制作用较强,具有持续持久、广谱性,不易产生耐药性,耐热性好及安全性高等特点,从而使得人们对它们的究越来越重视。无机抗菌剂不仅抗菌能力强,而且耐高温性很好,可以适应于不同场合需要,是一种非常有前途的抗菌材料。将它加入到建筑涂料中,则成为了抗菌建筑涂料。目前所应用的无机抗菌材料主要是含银、铜、锌等抗菌离子的离子型抗菌材料和光化活性抗菌材料以及含金属氧化物抗菌材料等三种。
通过溶胶凝胶法制备的以纳米TiO2为基料以铁离子为填充的涂料可以涂覆在玻璃表面。根据X射线激光衍射检测,烧结温度为500℃纳米二氧化钛为锐钛型结构,长时间烧结,可以使纳米二氧化钛由锐钛型向金红石型转变,这种掺杂
的金红石型的二氧化钛具有很强的抗菌性。
李彦峰等[48]通过实验结果表明普通内墙涂料体系的抗菌效果很不明显,而在涂料体系中添加纳米氧化锌后,可以使涂料的抑菌率随纳米氧化锌的含量增大而增大。

目前研究性能好的防菌剂较多的是纳米TiO2、ZnO,把它们引入到有机涂料体系中,便可以在较低温度下获得抗菌涂料。


3隔热涂料
随着科学技术的进步,各国纷纷提出了建筑节能和环保的要求。人们采取了各种措施来解决玻璃的隔热问题。
付金栋等[49]采用纳米氧化锢锡的乙醇浆,并使用有机硅涂料作成膜剂,通过加入共溶剂并调整体系PH值的方法,制得了性能良好的透明隔热涂膜的综合力学性能。该透明隔热涂料具有良好的光谱选择性,在可见光区具有高的透过性并能有效阻隔红外光区的热辐射。通过对涂膜的扫描电镜分析表明,涂膜中纳米氧化锢锡的粒径小于50nm,且分布均匀。采用自制的隔热效果测试装置对透明隔热涂料的隔热效果进行了测定,结果表明该涂料具有明显的隔热效果,在碘钨灯照射下透明隔热玻璃和空白玻璃之间的温差可以达到10℃以上,最高可超过20℃。
4耐磨涂料
磨损是十分普遍的物理现象。磨损会使材料的功能逐渐丧失,以至最后失去使用价值,造成巨大的经济损失,因此赋予涂料以耐磨性能显得尤为重要。许多文献都介绍利用纳米SiO2、纳米TiO2等进行表面改性分散于聚合物树脂基体中制备透明耐磨涂料,其中以利用纳米二氧化硅或硅溶胶进行表面改性使其易于分散于聚合物树脂基体中来制造透明耐磨涂料的报道最多。
S.Sepeur等开发了一种光化学反应固化的透明硬质涂层材料,来提高有机高聚物的耐磨性。利用溶胶-凝胶技术带有甲基丙烯酸官能团的硅烷和纳米尺寸的勃姆石颗粒用于制备UV固化的硬质涂料,控制含有纳米粒子的甲基丙烯酸氧基硅烷的水解和缩合,获得无机网络,含有纳米颗粒的甲基丙烯酸氧基硅烷100℃以下,水解缩合,缩合率达80%。在UV照射下甲基丙烯酸官能团经光引发聚合,仅需几分钟就形成了有机网络结构。在塑料基材(Pc、PMMA)上喷涂几微米的透明涂料具有好的光学性能,即使不对PMMA或PC基材进行前处理,也显示了优异的附着力,经1000转Taber磨损试验浊度变化10%,显示了很好的耐磨性。
巩强等选用纳米Al2O3作为填料,海虹老人用硬脂酸做亲油处理,与经基丙烯酸树脂或聚醋复合,制备了纳米透明耐磨涂料。红外光谱分析表明硬脂酸与纳米Al2O3表面的轻基进行了成功反应。检测表明添加15%的纳米Al2O3,涂膜的耐磨性能提高了100%。
5防老化涂料
近年来,人们发现紫外线辐射对人体有极大的危害,当紫外线的过量照射,还会导致皮肤癌。紫外线还会加速高分子链降解,导致材料的老化,易粉化,易开裂,甚至脱落。纳米氧化铁、二氧化钦、氧化锌等多种纳米氧化物具有优良的紫外线屏蔽能力,与传统的有机紫外吸收剂相比,具有无毒无味、不挥发、不分解、热稳定好等优点,逐渐代替了有机紫外吸收剂得到了广泛的应用。
陈国新等[53]使用纳米SiO2、纳米ZnO和纳米Fe2O3制备溶剂型纳米UV蔽透明涂料。制备出了具有良好UV屏蔽性和透明性的溶剂型纳米UV屏蔽透明涂料,提高涂料的耐老化性能。柯博等[54]从纳米SiOx的结构出发,阐述了纳米SiOx改善涂料性能的原理。由于纳米SiOx具有的三维硅石结构(见图1.3),表面存在不饱和残键及不同键合状态的轻基。纳米SiOx表面相互聚集的氢键之间的作用力较弱,易以剪切力加以分开。但外力消除后,这些氢键又可迅速恢复。因而在涂料中添加纳米SiOx,可改善传统涂料的触变性,使涂料具有优异的施工性能。纳米SiOx对紫外线有较高的屏蔽率,加入涂料可屏蔽紫外线,大幅度提高涂料的耐老化性能。纳米SiOx庞大的比表面积,表面严重的配位不足表现出极强的活性,以致对色素粒子的吸附力很强,紧紧包裹在色素粒子的表面,形成屏蔽作用,大大降低了因紫外光的照射而造成的色素衰减(尤其是对外墙涂料),而纳米SiOx粒子被充分、均匀的分散在介质中形成的分散相是透明的,对色彩无丝毫影响。这既可提高颜料的悬浮性,又能长久保持涂料的颜色不变。总之,添加纳米SiOx后,涂料的耐老化性、触变性、“颜料悬浮”性等都可望得以改善。

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