纳米材料改性丙烯酸酯涂料研究综述
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作者: 杜安瑞
摘 要：主要对纳米材料改性丙烯酸酯涂料的研究现状和应用效果作了综合论述，并对丙烯酸酯涂料的发展方向作了展望。
关键词：丙烯酸酯涂料；纳米材料；改性；应用
对“健康、绿色、环保”理念的深入认识和渴求，使人们逐渐对涂料安全使用方面的要求越来越高，要求也越来越高。但市面上传统的涂料都含有大约50%的溶剂，其中铅、汞、苯等重金属，长期挥发于室内空气中将直接对人体产生巨大的伤害，降低人体免疫力。因此。越来越多的建材涂料厂家开始研发绿色新品，以适应行业需求。
近年来，随着聚合技术的飞速发展和完善，利用纳米材料改性丙烯酸系涂料的研究越来越受到了人们重视。其中由于纳米材料具有表面效应、光学效应、小尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质，除了可以使丙烯酸涂料改性后的获得防霉抗菌、净化空气、长期释放负离子以外，还具有手感细腻、色彩柔和、遮盖力好的特性以及优异的防水、防油、抗老化、阻透性、热稳定性、抗氧性、拉伸性和抗低温性，而且无毒无味，不含重金属离子和放射性物质。此外，由于在生产过程中加入了特殊的纳米材料，使得该功能性丙烯酸酯涂料的成膜性能显著改善，大大提高了产品的柔韧性和耐擦洗性。产品成膜后也不会由于环境的温度、湿度的起伏变化而导致裂开、剥落、脱粉等现象。
1 纳米材料的概念
纳米材料是一种超细的固体材料，在涂料、塑料加工、陶瓷化妆品、玻璃等行业的应用非常广泛。在丙烯酸酯涂料中加入纳米材料可以很大程度的改善涂料的一些性能，如纳米材料紫外线屏蔽功能，提高了耐老化性，长久不褪色，使用寿命可长达十几年；独特的光催化作用、自洁功能，可防霉杀菌，净化空气。
2 各类纳米材料改性丙烯酸酯涂料的研究现状
涂料行业因为纳米材料的出现带来了一系列新的变化和挑战，将两者的结合运用，不仅能提高传统涂料的的一些特殊性能，而且能实现涂料涂层功能的一大跨越。
（1）纳米CaCO3改性丙烯酸酯涂料。
作为软质填料的纳米CaCO3广泛应用于各类涂料中，它无毒无味、无刺激，很容易和各类聚合物相容，具有补强、填充、调色、改善加工艺和制品的性能及降低加工成本，是最常用的原料之一，在成膜物中起着骨架作用。当在丙烯酸酯涂料中添加1.5%改性纳米CaCO3时，其黏度对温度的敏感性下降，黏度显著降低，剪切触变性较强，触变性增大，涂料性能的改善与其流变性变化基本一致。此外，固体含量的改变或添加丁醇对添加改性纳米CaCO3复合丙烯酸酯涂料和传统丙烯酸酯涂料流变性的影响规律基本相同。
（2）纳米TiO2改性丙烯酸酯涂料。
涂料涂膜因受到阳光直接照射、风吹雨淋等天气原因引起的环境温度变化差异和空气的湿度变化，以及空气中酸性污染物的影响，很容易出现老化现象，尤其紫外线照射是促使涂膜老化的关键因素。纳米TiO2是很好的抗老化剂，可以提高涂料涂膜的耐候性。加入纳米TiO2后的改性丙烯酸树脂及其涂料的整体性能优于普通涂料，同时由于改性纳米TiO2自身的特性和在涂料基体良好的分散性，使改性后的涂料在光泽、防水性、抗碱性和耐擦洗性方面均优于普通的水性涂料。
（3）纳米SiO2改性丙烯酸酯涂料。
纳米SiO2由于颗粒的粒径小，比表面积大，表面的自由能很高，将纳米SiO2粉体加入到丙烯酸酯涂料中经充分分散后，纳米SiO2粉体能分布在颜料填料颗粒和乳胶颗粒之间。涂料成膜后不仅能有效地改善乳胶颗粒之间，乳胶颗粒与颜料颗粒之间的界面结合力，使耐擦洗性可由1000次提高到5000次以上，而且干燥时间缩短、悬浮稳定性、触变性能、光洁度也明显改善，具有较好的应用价值。
（4）纳米ZnO改性丙烯酸酯涂料。
经纳米ZnO改性的丙烯酸酯涂料具有良好的相容性和抗渗透能力。其中纳米ZnO添加量为0.5%(质量分数)时，对涂层的屏蔽作用是最有效的，在很大程度上提高了丙烯酸酯涂料的防腐性能。
3 展望
目前在涂料改性生产过程中一般使用纳米TiO2、SiO2等。利用纳米材料使丙烯酸酯防腐蚀涂料的性能发生变化，以此来加强该涂料的综合性能是很高效的方法，多种纳米材料用在丙烯酸酯涂料方面的工艺技术在不断完善，现阶段也取得了很好的成绩。但由于添加在涂料中的纳米材料其粒子表面是亲水的、热力学状态不稳定，在溶剂型涂料中的相容性较差，导致难分散、储存稳定性差，极易凝聚成团，从而大大影响纳米材料优势的发挥。在丙烯酸酯涂料的改性研究中，仍有一些需要解决的难题。想要更好的发挥出纳米材料的特性、加大其应用范围，科研工作者将对丙烯酸酯综合改性研究就要不断深入，不断尝试各种聚合方法，利用先进的聚合工艺，让丙烯酸酯的性能更加优良，使丙烯酸树脂朝着多元化、功能化、环保方向发展。
参考文献
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