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納米碳酸鈣在涂料中的應用現狀與展望
2009-5-18 來源:作者:侯翠紅 周銘
關鍵詞:納米材料 納米碳酸鈣 聚氨酯涂料

    2 . 2 聚氨酯涂料 
    賈志濂以脂肪酸鹽 sA - 3 與聚合物 R — s 改性的納米 CaCO3 分散加入聚酯一聚氨酯清漆中,隨著加入量的改變,涂料的觸變性增加顯著,而以脂肪酸鹽 sA - 3 與聚合物 R — s 改性的納米 CaCO3 對涂料的機械性能、流平性、光澤等方面的影響均較未改 性的納米  CaCO3 具有優勢。 
    鄒德榮 利用端羥基聚丁二烯 (HTPB) 、多異氰酸酯、納米 CaCO 3等原料,采用熱聚合包覆工藝,制成端基為— NCO 的彈性預聚物漿料,在一定的范圍內,隨著納米碳酸鈣在配方中比例的增加,黏度逐步提高,固化后涂膜拉伸強度與斷裂伸長率均有所提高,涂料與金屬之間的粘結強度 ( 抗拉強度與抗剪強度 ) 亦有所改善,而加量過大,性能反而呈下降趨勢。作者認為這是納米粒子本身性能的局限性所致,它只能對本身具有一定韌性的基體才有增韌作用。 

    2 . 3 其他涂料 
    上海雪美精細化工廠利用生產的  xm302 型納米碳酸鈣應用于上海大眾轎車 PVC 車底防石擊涂料 ,該涂料具有如下性能:展寬玻璃化轉變區范圍,呈現較高阻尼值,良好的觸變性,較理想的抗張強度、斷裂伸長率以及屈服應力。
    作者認為這是由于分散于涂料中的納米碳酸鈣顆粒極其細小,在一定的體積分率下,粒子數急劇增加,粒子間平均距離縮小,任何兩個粒子進入相互吸引區的機會迅速增加,導致黏度增加,材料受應力作用時,大量顆粒質點之間的滑動吸引較多的沖擊能,從而體現在較寬的溫度范圍內有較高的阻尼值,而納米碳酸鈣表面的處理劑層可有效地在有機物與無機物界面區傳遞和松馳界面上的應力,更好地吸收與分散沖擊能。考慮到處理劑本身所具有的可撓性,從而提高了涂膜的力學強度。 
    肖仙英等在利用恩平廣平化工生產的納米碳酸鈣配制的造紙涂料中發現,加入少量的納米碳酸鈣  ( 顏填料總量的 5 % ) ,可有效地提高涂料黏度,但隨著納米碳酸鈣用量的增加 ( 顏填料的 10 % ) ,黏度反而下降。 IGT 抗張毛拉強度值亦是隨納米碳酸鈣用量的增加,呈現先上升后下降的趨勢,另外,納米碳酸鈣對紙張的油墨吸濕性、涂層的強度與平滑度等均有改進。

    3 結語 

    雖然納米碳酸鈣在近年內已實現了產業化,但納米碳酸鈣的應用尚主要集中在 PVC 、 PP / PE 等塑料中,而在涂料中的應用研究還是很不成熟,更談不上大面積推廣了。作者認為,要解決納米碳酸鈣在涂料中的應用技術問題,必須對以下幾個方面工作進行強化。 

    (1) 納米碳酸鈣處理劑的選擇及處理工藝 
    表面處理劑在成膜基料與無機粉體之間起連接作用,處理劑的性能直接影響涂料的性能。筆者曾利用硬脂酸、某些鈦酸酯與有機硅偶聯劑等處理的納米碳酸鈣應用于環氧涂料、熱塑性丙烯酸涂料、苯丙乳膠涂料,發現涂料在加入納米碳酸鈣后性能多呈下降趨勢,而利用自己合成的多官能度聚合物處理的納米碳酸鈣卻能明顯改善涂層的一系列性能如力學強度、耐水性等。說明不同的處理劑雖然能達到促進納米碳酸鈣分散的目的,但由于與基料的相互作用不同,進而對性能的影響不同,而小分子的表面處理劑具有遷移性,使之不利于涂料性能的改善。 

    (2) 強化納米 CaCO 3在涂料中的應用基礎研究 
    納米材料與成膜物、其他原材料的相互作用形式、納米碳酸鈣在涂層中的分布狀態等對涂層的性能有重要影響,必須了解納米碳酸鈣在不同體系中的相互作用,研究這些相互作用,可以借助于一些現代結構分析方法,如探針、電鏡、紅外等。知道納米碳酸鈣如何改變涂層的微觀結構,將有助于納米碳酸鈣一復合涂料的配方設計。

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(藍劍)
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