改性丙烯酸水性漆对漆膜性能的影响

凌凯莉， 冯启明， 黄艳辉， 李 帆， 皇权飞， 张 唯， 王雪聪

北京林业大学材料科学与技术学院， 北京 100083

引 言

水性涂料是把水作为分散介质或溶剂， 漆膜主要成分为水性合成树脂的涂料。 水性漆自进入中国， 立即得到市场的认可与支持， 近几年也在家庭装修及家具涂饰上获得成功应用。 水性漆大大降低了挥发性有机物(VOC)排放量， 是绿色环保涂料。 涂料行业中水性涂料取代溶剂型涂料成为未来的发展趋势， 但水与有机树脂的相容性较差， 使水性漆漆膜硬度、 耐磨性、 耐老化性等性能较差[1]。 因为纳米粒子可以有针对性地提高丙烯酸树脂在光吸收、 耐磨性等性能， 可利用纳米SiO2和TiO2等纳米粒子对水性丙烯酸树脂进行改性。

纳米材料如纳米SiO2与纳米TiO2等具有无毒、 无污染、 稳定性高、 可重复利用、 表面活性大等优点， 将其与水性涂料共混， 能够有效改善涂料和基材性质, 增强漆膜的机械性能和耐老化性。 已有国外学者对纳米材料改性进行了一些研究： Dashtizadeh等[2]将纳米SiO2与水性丙烯酸单体共聚， 可提高涂层光泽度及硬度。 Lewis等[3]将纳米TiO2加入到水性丙烯酸涂料中， 可极大地改善涂层的耐腐蚀性。 为了提高水性涂料漆膜硬度、 耐磨性、 耐老化性等性能， 本工作以樟子松为基材， 将纳米SiO2和TiO2分别与商业丙烯酸水性漆超声共混， 研究其对水性漆性能的改善作用。

1 实验部分

1.1 材料

基材选用俄罗斯进口樟子松(Pinussylvestrisvar. mongolica Litv)， 规格为100 mm×100 mm×10 mm， 共55块。 水性涂料为嘉宝莉配套底面漆， 主成分均为丙烯酸， 纳米材料选用南京先丰材料科技有限公司的纳米SiO2和纳米TiO2， 粒径均为20 nm。……