纳米UV透明屏蔽涂料的研制.doc

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1、第三章纳米透明紫外屏蔽涂料的制备及表征3.1前言涂料中的聚合物在阳光的紫外线照射下很容易老化变脆，致使涂料变色或脱落，影响美观和使用寿命，如果使用能强烈屏蔽紫外线的纳米涂料作为面漆就不仅能满足各种装饰的需求，而且能大大延长使用寿命。纳米TiO2、纳米SiO2、纳米ZnO、纳米Fe2O3等纳米无机粉体或浆料对紫外线有较强的屏蔽能力，是优良的耐老化剂，可以明显地提高涂料的紫外屏蔽性能即耐老化性能。本课题探讨了各种粉体或浆料的光学性能，加入丙烯酸改性水性聚氨酯乳液后选择了在满足可见光透过率条件下的紫外屏蔽效果最好的粉体或浆料作为紫外屏蔽功能元，选用适当助

2、剂及合适工艺条件制备透明紫外屏蔽涂料。3.2实验原料及设备3.2.1主要实验原料与试剂本章实验所用到的一些主要实验原料和试剂见表3-1：表3-1实验主要原料与试剂Tab.3-1Theprimarystuffandreagentinexperiment原料名称规格产地及说明纳米ZnO粉体亲水江苏省海泰纳米材料有限公司纳米SiO2粉体亲水江苏省海泰纳米材料有限公司纳米TiO2粉体亲水江苏省海泰纳米材料有限公司去离子水//纳米氧化铁色浆(铁绿)SP-808W浙江上虞市正奇化工有限公司纳米氧化铁色浆(铁棕)SP-1008W浙江上虞市正奇化工有限公司纳米氧化

3、铁浆料(黄色)水性台湾达邑公司分散纳米氧化铁粉体(绿色)TG-808浙江上虞市正奇化工有限公司丙烯酸改性水性聚氨酯乳液E-106NeoResin公司涂料助剂分散剂等Tego公司，深圳海川化工公司3.2.2主要实验设备及仪器本章实验所用的主要实验仪器及其规格产地见表3-2表3-2实验仪器及规格产地Tab.3-2Theexperimentapparatusandtheirmanufacturer仪器名称设备规格生产厂家砂磨分散机MINIZETA德国耐驰公司砂磨搅拌分散多用机SFJ-400上海现代环境工程研究所磁力加热搅拌器79-1常州国华电器有限公司旋

4、转式粘度计NDJ-1上海天平仪器厂粘度杯T-4上海现代环境工程研究所流变仪L-90同济大学机电厂超声波细胞粉碎机JY98-Ⅲ宁波新芝生物科技股份有限公司紫外可见光分光光度计UV1900P上海亚研电子科技有限公司石英比色皿60×10×10mm金坛市正基仪器有限公司石英载玻片40×15mm定制线棒涂布器XB-12上海现代环境工程研究所电热鼓风干燥箱101A-1上海市实验仪器总厂激光粒度测试仪Mastersuzer3000马尔文仪器有限公司综热分析仪STA449C德国耐驰公司热分析系统DiamondTG/DTA/DSC美国珀金-埃尔默电子扫描显微镜JEM

5、-5900日本JEOL公司透射电子显微镜JEM-2010UHR日本JEOL公司漆膜冲击器QCJ天津市精科材料试验机厂漆膜铅笔划痕硬度仪QHQ天津市精科材料试验机厂漆膜附着力试验仪QFZ-Ⅱ天津市精科材料试验机厂紫外-可见光-近红外分光光度计3101UV日本岛津公司3.3涂料及其涂层制备方法3.3.1水性纳米透明紫外屏蔽涂料的制备采用共混法制备环保型水性纳米透明紫外屏蔽涂料。取一定量的聚丙烯酸改性水性聚氨酯乳液E-106在搅拌的条件下加入适量自分散的纳米水性浆或市场上购得的纳米水性浆料搅拌均匀，然后加适量消泡剂、流平剂等各种水性助剂，混合均匀配得环保

6、型水性纳米透明隔热涂料。3.3.2涂层的制备把所制得的涂料用线棒涂布器均匀涂于40×15×1mm石英载玻片以及150×150×3mm的玻璃片上(湿膜厚度为30µm)，在合适的温度及时间条件下固化即得透明涂层。3.4性能测试方法3.4.1涂层光学性能的测定用上海亚研UV1900P紫外-可见光分光光度计测量涂层的紫外光区及可见光区光的透过率。用日本岛津公司3101UV紫外-可见光-近红外分光光度计测量涂层的紫外光区、可见光区及红外光区光的全波段透过率。参照国标GB/T2680-94“建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太能能总透射比、紫外线透射比及

7、有关窗玻璃参数的测定”计算样品的可见光透射比和紫外线透射比。(1)可见光透射比计算，见第二章2.4.2(1)。(2)紫外线透射比计算[1]：(3-1)式中：——试样紫外线透射比，%——试样的紫外线光谱透射比，%；——紫外线辐射相对光谱分布，数据见GB/T2680-94表6；——波长间隔，此处为5nm；数据见GB/T2680-94表6。(3)可见光平均透过率：可见光平均透过率＝(3-2)式中：——可见光透过率，%；n——检测点数。(4)紫外线屏蔽率：紫外线屏蔽率=100%－紫外线平均透过率=(3-3)式中：——紫外线透过率，%；n——检测点数。(5)

8、红外光屏蔽率计算见第二章2.4.2(2)。3.4.2涂料粘度的测定见第二章2.4.3。3.4.3涂料固含量的测定见第二章2