纳米SiO2对乳胶漆性能的影响

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　　【摘 要】纳米二氧化硅是纳米材料中被广泛应用的一种，在内外墙涂料中添加纳米二氧化硅，能有效提高乳胶漆产品的各项性能。我们通过对比试验及对乳胶漆耐擦洗、光泽度、贮存稳定性等性能的对比检测，发现纳米二氧化硅能使乳胶漆的各项性能得到有效的提高。
　　【关键词】纳米二氧化硅；乳胶漆；性能
　　前言
　　涂料市场的竞争日趋紧张，提高自身乳胶漆的产品性能，将增强产品的竞争力。在现有内外墙乳胶漆的生产储存和施工过程中经常会出现稳定性差、漆膜光泽度高、不耐擦洗等问题。纳米材料具有特殊的表面效应、体积效应、量子效应等，添加纳米材料制备的纳米涂料具有屏蔽紫外线、光催化降解污染物、抗菌抑菌等许多优异性能。根据乳胶漆的自身缺陷，从用料的综合性能考虑，我们对纳米二氧化硅影响乳胶漆性能方面加以分析，并予以利用。
　　1 原理分析
　　纳米二氧化硅是无定型白色粉末，表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基，其分子状态呈三维链状结构。一般来讲，纳米粒子表面相互聚集的氢键之间的作用力不强，易以剪切力加以分开。然而，这些氢键会在外部剪切力消除后迅速复原，使其结构迅速重组。纳米二氧化硅触变性是改善乳胶漆各项性能的主要因素。从纳米二氧化硅的物理性质分析，由于纳米二氧化硅颗粒极其微小，将其添加到乳胶漆中，会使涂料的干膜表面产生微观的凹凸不平。若一束平行光射到光洁的物体表面上，会产生镜面反射。当入射光到达微小凹凸不平的表面上，则发生漫散射，从而产生了消光的外观，使漆膜形成亚光效果。利用纳米二氧化硅颗粒，可减少颜料分离的动力，快速恢复涂料粘度，减少运动，达到防沉降的目的。
　　2 实验
　　2.1 试验设备
　　500ml烧杯、玻璃棒、高速分散机、电子天平、烘干箱、涂布器、斯托默粘度计、光泽度测定仪（WGG60型）。
　　2.2 乳胶漆样品的制备
　　为了有效证明纳米二氧化硅的实际作用，我们对原有配方加入适量纳米二氧化硅，对加入纳米二氧化硅前、后乳胶漆的性能进行对比。
　　2.2.1 首先将按原有内、外墙乳胶漆的配方制备内、外墙乳胶漆各一份，标号为样品1、样品2，待检。
　　2.2.2 针对不同类型的涂料，纳米氧化硅的添加量一般为0.1～1.0%，最多不超过5%，否则会破坏涂料的触变性和施工性。分别在内、外墙乳胶漆的体系中添加适量的纳米浆，制备成乳胶漆样品各一份，标号样品3、样品4，待检
　　2.3 性能检测
　　2.3.1 稳定性的检测
　　乳胶漆的稳定性主要包括储存稳定性和施工触变性。储存稳定性的测定是将样品放置在常温条件下，定期观察乳胶漆表观效果的变化。实验现象：样品1放置1个月后出现了浮水现象，开罐效果差，样品2也在放置53天后，开罐状态发生了改变；而样品3、4放置6个月后，观察其各自的状态，开罐效果良好。
　　乳胶漆的施工性，主要体现在施工中施工人员向乳胶漆中加水调节乳胶漆的施工粘度时，乳胶漆状态的变化。加水过程中，体系内部发生变化，造成了体系的不稳定，影响施工。我们取四份乳胶漆的样品，每个3份，每份各100g，分别放置在500ml的烧杯中，向每个乳胶漆样品的3份试样中分别加入10%、20%、30%的水，搅拌均匀，取少许各个兑水后的试样，用无气喷涂机喷板，使漆膜自然干燥，剩余试样静置观察。随着时间的推移，样品1和样品3兑水后的样品，分别发生了沉降现象，且对水量越多，沉降的时间越快，而样品2、样品4兑水后的所有样品，静置24小时后，并没有发生沉降。这表明样品1和样品2所用配方制成的乳胶漆，在兑水施工过程中严格限制了乳胶漆的可操作时间，而加入纳米二氧化硅后的乳胶漆，为施工提供了方便。
　　2.3.2 光泽度的测定
　　将四种乳胶漆样品用100μm的涂布器图刮在黑白格纸上，待漆膜干燥后，用光泽度测定仪测其各漆膜的光泽度，样品1的光泽度为5.6，样品2的光泽度为5.9，样品3的光泽度为3.4，样品4光泽度为3.5。数据表明，内外墙乳胶漆漆膜的光泽度有了明显的下降。
　　2.3.3 耐洗刷性的测定
　　耐洗刷性是指涂膜抗湿洗刷的能力，是测定涂层在使用期间经反复洗刷除去污染物时的相对抗磨蚀性，对于建筑涂料易被弄脏，需要经常擦洗，因此耐洗刷洗性就成为乳胶漆很重要的一项考核指标。我们按照GB1727标准，制作耐洗刷实验的样板，将样板养护7天，用耐洗刷仪测定各个样品的耐洗刷次数。加入纳米二氧化硅的内、外墙乳胶漆的耐洗刷次数分别提高了68% 、69% 。
　　2.3.4 粘度的测定
　　对样品1、2、3、4的粘度进行测定。内墙乳胶漆的粘度从108.6ku增加到114.7ku，外墙粘度从112.3ku增加到118.9ku。
　　2.3.5 漆膜附着力的测定
　　附着力是涂料的重要指针。漆膜的牢固附着是涂料实现对基体材料保护的重要基础。试验中选用划格器评估涂层对基体的附着力，按GB/T1727-92制备漆膜样板，按照GB/T 9286-1998的标准进行测试。用划格器在涂层上划出直角方格图案，线条须划穿涂层到基体，然后用毛刷清刷涂层表面，用放大镜观察漆膜剥落情况，
　　根据模拟图显示，样品1和样品2划格后，在切口交叉和切口边缘处有涂层脱落，受影响的交叉切割面积明显大于5%，根据标准定级为2级；样品3和样品4的涂层脱落处明显有了改观，定级为1级。实验结果表明，乳胶漆的附着力在加入纳米二氧化硅后有了明显的改观。
　　3 结论
　　实验和实际应用证明，在内、外墙乳胶漆中添加纳米二氧化硅，可以明显改善乳胶漆的开罐效果和储存稳定性，尤其是耐擦洗性达10000次以上。纳米二氧化硅粒子的加入可显著提高涂料的粘度，及展色力。纳米二氧化硅使乳胶漆的综合性能得到了有效提高，为提高乳胶漆的性价比开辟了新的途径。
　　参考文献：
　　[1]尹建武，曹磊.水性涂料VOC测定偏差对计算机结果的影响.中国涂料，2003，（2）：44-45
　　[2]林宣益.谈建筑涂料挥发性有机化合物含量问题.中国涂料工业年签，2002，26-29
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