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本文以攀钢(集团)公司生产的纳米TiO2为研究对象,对纳米TiO2改性建筑涂料的应用技术及应用基础进行了系统全面的研究。
首先对纳米TiO2等无机纳米粉体进行表征,并用紫外-可见漫反射和水悬浮液吸收光谱方法对半导体纳米材料的紫外-可见光学特性进行系统研究。研究表明:金红石型纳米TiO2在紫外区有强的吸收峰,并随其浓度的增加吸收强度和吸收带宽增加;锐钛型纳米TiO2和涂料钛白的紫外吸光度明显低于金红石型纳米TiO2;同时由于纳米SiO2具有较强的紫外反射性能,将具有紫外吸收特性的纳米TiO2或纳米ZnO与其复合,由于发生协同效应,复合体系的紫外消光度大于单一纳米材料的紫外消光度。
对于纳米TiO2改性外墙乳胶漆,系统地研究了纳米材料种类、添加量、分散方式等因素对耐候性、耐洗刷性以及耐水耐碱性等性能的影响,并完成外墙乳胶漆用纳米浆料助剂的开发工作。研究表明:纳米TiO2、SiO2等粉体的引入,可以明显提高乳胶漆的耐候性、耐洗刷性和耐水耐碱性,对其它性能无不良影响;纳米粉体采用超声波预分散后在配漆阶段加入比直接与普通填料一起添加的方式在稳定性、耐候性等方面都有所提高。纳米多元复合粉体比单一粉体的改性效果明显,采用纳米TiO2复合粉体或浆料改性涂料的耐候性得到明显提高,最大可提高2倍多,其它一些性能也得到明显提高,完全能够在现有产品基础上使技术指标提高一个档次。所开发的纳米TiO2复合粉体改性外墙乳胶漆已开始在高紫外线地区应用,效果良好。
对改性油性涂料的纳米TiO2粉体表面改性工艺研究表明:恰当的表面改性剂能使纳米TiO2粉体有效分散,更好发挥改性功能,同时表面改性后纳米TiO2粉体的添加工艺也十分重要。纳米TiO2粉体改性氯化橡胶防腐漆抗老化变色比未改性的提高一个级别,350h老化后仍然保持在无变色之内;纳米TiO2粉体对天然生漆和漆酚防腐漆的抗老化改性效果明显,改性后的抗老化变色性能提高一倍以上。
全文在澄清纳米SiO2在紫外-可见光范围具有较强的光反射性能,将纳米TiO2与纳米SiO2复合,设计具有独特配方的纳米复合材料改性建筑外墙乳胶漆,以及首次采用纳米TiO2粉体对天然生漆和漆酚防腐漆进行抗老化改性等方面具有创新性。