纳米改性剂在家电彩板卷材涂料中的应用

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1、纳米改性剂在家电彩板卷材涂料中的应用［论文关键词］纳米改性剂纳米材料对传统材料的改性家电彩板卷材功能涂料［论文摘要］本研究是针对产业升级、产品换代和市场需求而开发的家电彩板卷材新型功能涂料。通过纳米材料深加工制备纳米改性剂的方法对传统材料进行改性，研制的纳米改性彩板卷材涂料的性能得到了显著提高。通过这一研究，既为纳米材料工业化应用找到了市场，也为国内家电、汽车行业用彩板产品的升级换代做出了有益的探索。彩板卷材的制造还是我国近年发展起来的新兴朝阳产业，深受建筑业和成型加工制造业的青睐。但是，我国目前彩钢板带产品还是以通用型为主，质量一般，品种单一，约85%的产量用于建筑业，而用于汽车、家

2、电领域的高端产品，还是依赖进口。为了改变这种现状，我们在应用纳米材料对传统材料的改性技术方面进行了研究，使通用型卷材涂料的性能得到了全面改善和显著提高，为探索提高家电板卷材质量进行了有意义的尝试。1实验部分1.1原辅材料①纳米氧化铝及纳米氧化锆粉体（大连路明纳米材料有限公司）；②小分子型纳米超分散剂（自制）；③A370氨基交联树脂（首诺）；④Z-390聚酯、S-199封闭型聚氨酯（无锡阿科力化工有限公司）；⑤ADP、KC等涂料助剂（顺德赛富龙化工有限公司）；⑥通用着色颜料（市售）；⑦S-150芳烃溶剂、PMA、DBE高沸点溶剂等（市售）。1.2设备仪器①PHN-06实验型珠磨机（德国派

3、勒公司）；②LBM-T1变频高速分散机、LBM-T2实验室篮式砂磨机（东莞郎力机械有限公司）；③10卜1A型数显电热干燥箱、XB12~25线棒涂布器、Q几型牛顿冲击试验器、Mikrotest6G涂层测厚仪、TCB漆膜杯突仪、WXJ-IIT弯机、PPH-1铅笔硬度计、DC-P3型全自动测色色差计、MG268-F2光泽度仪、ZHY自动划痕仪、FQY025A盐雾腐蚀试验（化玻仪器商店市售）、TEM-II型扫描隧道透射电镜（国产）。1.3纳米改性剂的制备在电子秤上称取原始粒径＜50nm的粉体纳米氧化铝200份于2000mL塑胶杯中，加入800份N-甲基吡咯烷酮和5份小分子型超分散剂，置于LBM

4、-T1高速分散机分散20〜30min，再移至填充有ø0.05〜0.1mm错珠的PHN-06实验。1.4新型家电板卷材涂料的制备 ； ； ；涂料设计配方见表1-1。面漆-I（空白对照）、面漆-II及面漆-III，均按常规涂料生产工艺制备，使用LBM-T2篮式砂磨机研磨分散细度至彡10µm，过滤、制板、检验。表l-l ；纳米材料改性家电板卷材涂料基础配原 材 料重量份，wt漆-II漆-IIIS-150芳烃溶剂Z-390聚酯A370氨基交联树脂纳米氧化铝超细粉体ADP助剂KC助剂中闪银颜料涂料助剂*(A1202)n

5、x-NMP纳米改性剂**PMA/DBE(混合比=4:1)8.0^12.050.0~55.0000〜0.sLoo〜『0LOXO.Io.e〜20.2〜0.9oo•o鲁LO•oLO00eooo•LOLOoLO6.0〜10.01.0~1.50.2〜0.55.0〜8.01.0〜2.05.0〜15.03.0〜5.0*涂料助剂包括：分散剂、防沉剂、消泡剂、流变剂等;**无需与其它组分混合研磨，后添加分散均匀即可；面漆-I不添加纳米材料。2结果与讨论2.1纳米氧化铝表面改性前后的微观表征本研究对纳米改氧化铝改性前后进行了微观表征，见2-1所不。(a)改性前的纳米氧化铝粒子的团聚状态(b)改性后的纳米氧

6、化铝的分散状态(c)被小分子型超分散剂包覆的纳米氧化铝粒子2-1纳米氧化铝改性前后的(TEM)电镜照片纳米粉体粒子大多是疏液的团聚体，因此常需要对其进行表面处理后，才能实际应用。利用表面活性剂使高分子化合物、无机物、有机物等物质覆盖于微粒子表以迗到表面改性的目的。从以上电镜照片可以清晰地看到，纳米粒子改性前后的差异性。通过使用小分子型超分散剂对纳米粒子表面进行外膜层（胶囊式）修饰，在粒子表面包覆上一层膜2-1（c）与（a）不同的是物质，使粒子表面特性发生改变包覆的这层膜是均匀的。纳米改性剂一般都是先制备分散浆或悬浮液，再添加到聚合物或涂1料体系中进行化学或物理改性。分散浆或悬浮液的制备

7、过程多采用机械力的破坏作用，如采用高剪切、珠磨、球磨、辊压研磨等方式，消除纳米粒子团聚体微粒之间的库仑力和范德华力，从而使其均匀地分散在介质当中。由于辅助使用了纳米粒子表面活性剂（如超分散剂等），其结构中的锚定基，通过离子键、共价键和氢键等与纳米粒子形成多点吸附，就可以在纳米粒子表面形成一层单分子或多分子的保护层，从而降低了粒子的表面张力。当包覆了保护层的粒子做布朗运动相互接近时，保护膜互相压缩、重叠，导致体系能力升高和自由能增大，在粒子间产生