纳米caco,3的改性、分散及其复合涂料的制备

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1、郑州大学博士学位论文纳米CaCO<,3>的改性、分散及其复合涂料的制备姓名：王训遒申请学位级别：博士专业：化学工艺指导教师：蒋登高20060526郑州大学博士学位论文摘要纳米cac03是目前产量较大、价格较低的已工业化的功能性纳米材料，可广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸等行业，但其应用技术的滞后已严重阻碍了我国纳米cac03工业的发展。为了拓宽其应用领域，提高现有涂料的性能和档次，本文对涂料用纳米caC03的改性和分散等关键技术进行了系统的实验研究，制备出了纳米cac03复合丙烯酸涂料、环氧涂料和建筑涂料，并研究了纳

2、米caC03浆液及其复合涂料的流变性。针对纳米cac03在溶剂型涂料和水性涂料中的应用，采用复合改性剂和自制的改性剂分别对其进行了改性，优化出了较佳改性工艺条件，并探讨了其改性机理。热分析、FTIR和TEM分析结果表明该改性是成功的，特别是水性涂料用纳米CaC03改性工艺已在安徽实现了生产。实验分别研究了改性纳米cac03在丙烯酸树脂、环氧树脂和水中的分散情况，优化出了较佳分散工艺条件，并制备出了3种改性纳米cac03浆液。该浆液贮存稳定性好，纳米CaC03粒径较小且分布均匀，为制备纳米cac03复合涂料奠定了基础。采用改

3、性纳米CaC03浆液分别制备出了纳米cac03复合丙烯酸涂料、复合环氧涂料及其复合建筑涂料，并对其主要性能进行了检测，结果表明，复合丙烯酸涂料的耐光性、耐水性、耐沾污性和贮存稳定性及复合环氧涂料的耐水性、耐盐水性、耐盐雾性和贮存稳定性等明显提高，复合建筑涂料的耐碱性、耐洗刷性、耐沾污性和贮存稳定性等显著改善。同时sEM分析结果表明改性纳米cac03的加入，改善了颜填料在涂层中分散性，增强了颜填料粒子与树脂之问的相容性，提高了涂层的致密性，从而显著改善涂料的性能。实验考察了纳米caC03／DOP浆液的流变性，结果表明，未改性

4、纳米cac03／DOP浆液(DOP-1)、wO-12／DOP浆液(DOP一2)和wO．13／DOP浆液(DOP一3)的流动特性均符合casson模型，且在相同条件下与DOP一1相比，DOP．2黏度降幅最大，屈服应力最小，稳定性最好，说明wO．12与DOP相容性好，其改性效果最佳，与工艺实验优化出的结果一致。郑州大学博士学位论文实验研究了wO．12／丙烯酸树脂浆液的流变性，结果表明，该浆液流动特性符合casson模型，其屈服应力较小，稳定性较好；浆液的黏度随剪切速率增加而显著下降，具有明显的剪切稀化特性：在所考察的低剪切速率

5、范围内，该浆液具有明显的触变性，且随着纳米cac03含量的增大，其触变性增大。此外，还考察了分散剂用量对浆液流变性的影响，结果表明，在较佳工艺条件下制得的浆液的casson屈服应力最小，稳定性最好。对纳米cac03复合丙烯酸涂料和建筑涂料的流变性分别进行了考察，实验结果表明其复合涂料的流动特性均符合casson模型：当改性纳米cac03的添加量在丙烯酸涂料中为1．5％，在建筑涂料中为1．5％～3％时，复合涂料的黏度较低，casson屈服应力较小，稳定性较好，涂料性能较佳。关键词：纳米CaC03；表面改性；分散；涂料；流变性

6、纳米cac瓯的改性、分散及其复合涂料的制各Ab毗ractAbstractNanometercalciumcarbonate(abbreviatedtonano—CaC03)，whichhasbeenindustrializedwitlllargervol啪eofproductionandlowerprice，isafUnctionalnallometermaterial．Itis印pliedwidelytonlbbeLplastics，coatings，printingink，p印erindustries，butitsla

7、gging印plicabletechnologyhashinderedseriouslytlledeVelopmentofnaIlo—CaC03industryinourcount珥Inordertoenlargethe印plicationfieldofnano—CaC03andimprovet}lepe面manceandqualityofpresentcoatings，memodmcationaIlddisperSionofnano—CaC03appliedtocoatings，、vhichist11ekeyteclll

8、l0109y，wasstudiedsystematicallybyexperiment．Nallo—CaC03compositeacrylic，epoxya11darchitecturalcoatingswereprcparedreSpectivelyandtherheoIogicalpropertyo