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1、上 海 大 学 硕 士 研 究 生 学 位 论 文摘要本课题主要目的是针对纳米粉体在乳胶漆中的应用研究，制备稳定而均匀的 “ 三模型共存结构”聚合物/ 纳米T i0 : 复合乳胶粒，并对聚合物与纳米T i O 2 的复合 机理作深入的 探讨， 详细研究复合乳液的制备条件和微观结构， 开发其在建筑乳胶漆中的应用， 改善乳胶漆的性能。课题工作包括纳米T i 伍粉体表面处理工艺及机理研究、 有机/ 无机纳米T i 仇复合乳液的制备和纳米 T i O 2 改性乳胶漆的配方与工 艺步骤设 计三个方面。主要研究结果如下:1 . 提出了 使用A - H E M A作为纳米T i O 2 表面改性剂的思想，
2、并对工艺条件如配比、 温度等进行了专门的 研究和讨论，最后根据实 验结果确定了最佳方案，成功制备了p - H E M A改性纳米T i O 2 a 改 性后的纳米r i 0 2 在有机溶剂中达到了 纳米级分散， 且分散稳定性显著提高。 由于P - H E MA较传统偶联剂价格上更实惠，来源也 更为广泛， 对于纳米粉体的表面处理具有广阔的应用前景。 同时， 该方法也提出了 纳米粉体表面处理的一个新思路， 在实际应用中可以 从各种不同的丙烯酸/ 甲 基丙烯酸轻基酣单体中选择合适的纳米粉体处理剂。2 . 在P - H E M A表面改 性纳米T i 0 : 的 优异分散性的 基础上进行了 有机 /
3、无机复合乳液的制备， 对有机/ 无机T i 仇复合乳液的特殊性做了研究， 分析了纳米T i O 2对乳液聚合及乳液的影响; 实验未采用文献报道繁多的C M C有机/ 无机复合乳液聚合工艺，从理论上对“ 三模型共存结构” 聚合物/ 纳米复合乳液的结构与性能进行了分析。 实验中积极利用乳液聚合领域己经取得的经验， 最后成功制备了稳定的有机/ 无机T i 0 2 复合乳液。3 采用正交设计法， 在大量实验的基础上， 得到了纳米T i 0 2 改性乳胶漆的最佳 配方， 并对乳胶漆的性能 进行了 测试，结果表明 纳米T i 0 2 的引 入对提高漆膜的耐洗刷性、耐沾污性和耐人工气候老化性都有明显效果。关
4、键字:P - H E M A 纳米T i 仇表面处理 有机/ 无机复合 乳胶漆土 海 大 学 硕 士 研 究 生 学 位 论 文Ab s t r a c tT h i s p a p e r f o c u s e s o n t h e u t i l i z a t i o n o f n a n o - T i O 2 f o r i m p r o v i n g t h e p r o p e r ti e s o fl a t e x p a i n t . S u b j e c t s c o v e r e d i n c l u d e s u r f a c e m o
5、d i fi c a t i o n o f n a n o - T i 0 2 ， i n - s i t uo r g a n i c / i n o r g a n i c c o m p o u n d e m u l s i o n p o l y m e r i z a t i o n a n d p r e p a r a t i o n o f l a t e x p a i n t .T h e ma i n a c h i e v e me n t s a r e a s f o l l o ws :F i r s t , t h e i d e a o f u s i n
6、 g p - H E MA a s s u r f a c e m o d i fi e r o f n a n o - T i O 2 i s i n t r o d u c e d ,a n d m a i n p a r a m e t e r s a r e s t u d i e d . E v e n t u a l l y , o p t i m u m r e a c t i o n c o n d i t i o n i s p r e s e n t e d .T h e m o d if i e d n a n o - T i 0 2 c o u l d b e d i
7、s p e r e d a t n a n o m e t e r s c a l e i n o r g a n i c m e d i u m , a n dt h e s t a b i l i t y o f d i s p e r s i o n i s e n h a n c e d l a r g e l y . T h e i d e a i s o f g r e a t m e a n i n g f u l n e s s a n di t p r o v i d e s a w i d e r r a n g e o f s u r f a c e m o d i f
8、i e r f o r n a n o - m a t e r i a l s . T h e m e t h o d h a s g r e a tp o t e n t i a l i n c o m m e r c i a l u s e s i n c e 0 - H E MA i s c h e a p e r a n d m o r e a v a i l a b l e t h a nt r a t i o n a l c o u p l i n g a g e n t s .S e c o n d l y , o r g a n i c / i n o r g a n i c
9、n a n o - T i O 2 c o m p o u n d e m u l s i o n i s p r e p a r e d . T h ee m p h a s i s a r e p u t o n t h e s p e c i a l it y o f o r g a n ic / i n o r g a n ic n a n o - T i 0 2 c o m p o u n de m u l s i o n p o l y m e r i z a t i o n . a n d m a n y c o n c l u s i o n s a r e d i r e c
10、 t l y u s e d i n t h ep o ly m e r i z a i o n i n v ie w o f t h e m a t u r e k n o w l e d g e o f e m u l s i o n p o l y m e r i z a t i o n , T h ee f f e c t o f n a n o - T i 0 2 o n t h e p o l y m e r i z a t i o n a n d e m u l s i o n i s d i s c u s s e d i n d e t a i l .F u r th e r
11、 m o r e ,“ c o - e x i s t e n t s t r u c t u r e o f t h r e e - m o d e l ” i s d e s c r i b e d t h e o r i t i c a l l y .T h ir d l y , t h e c o m p o u n d e m u l s i o n s a r e u s e d t o p r e p a r e l a t e x p a i n t . R e c i p e i s o b t a i n e d w ith o r th o g o n a l- d e
12、s ig n in g m e th o d , a n d th e p r o p e r tie s o f p a in ts a re te s te d . T h e r e s u lt ss h o w t h a t t h e p r o p e r t i e s o f l a t e x p a i n t s c o u l d b e g r e a t l y i m p r o v e d w i t h t h e i n t r o d u c eo f n a n o - T i 0 2 ,K e y w o r d s : 13 - H E MA ,
13、 n a n o - T i 0 2 , s u r f a c e m o d i f i c a t i o n , o r g a n i c / i n o r g a n i cc o m p o u n d , l a t e x p a i n t原 创 性 声 明本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中 特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。签名 一. ) 丰 -日 期:- ; to一 一本论文使用授权说明本人完全了 解_ L 海大学有
14、关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅:签 名:学校可以 公布论文的全部或部分内 容。( 保密的论文在解密后应遵守此规定)导 师签名1 :1 期: -1- 3 4 Z海 大 学 倾 十 研 究 生 学 位 论 文第一章 文献综述乳胶漆在建筑行业中己被广泛使用，人们对于其在环保和节约能源方面己经达成共识。随着生活质量的提高，对乳胶漆的要求也越来越高。在 1 9 9 5 年修订的合成树脂乳液外墙涂料标准中曾 取消了 耐沾污性的指标川 。虽然与国际接了轨，却忽略了我国环境因素外墙污染严重这一国情，致使该标准在公布之日 起就引起了行业内人士的异议。相关部
15、门自2 0 0 0 年开始修订1 9 9 5 年制定的标准，将相应的指标作了合理的提高，2 0 0 1 标准并增加了1刚沽污性检测指标项目 Fz l e乳胶漆的耐沾污性、耐候性、抗霉变性、耐擦洗性和附着力等方而都有待改进，这些缺点影响了使用效果，直接影响产品的市场竞争力。为了解决这些问题，国内外相关领域的研究人员一直在致力于乳胶漆各项性能改菩的研究和开发工作。在有机涂料n.u ! 种中，有机硅和有机氟乳胶漆具有优异的耐沾污性和耐候性，可保持1 0 .1 5 年。但有机硅和有机氟树脂价格太高，目 前尚不能广泛应用。无机涂料一般具有优异的耐沾污性和耐候性， 但是它容易开裂。 将有机树脂与无机物的优
16、异性能有机地结合起来是改善乳胶漆性能的一个很好的思路。随着纳米科学的迅速发展，纳米材料特殊的性能为乳胶漆的改性以及新型乳胶漆的制备提供了强有力的技术支持和新的机遇。纳米材料除了具有传统无机物的性能外，由于具有界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观A子隧道 效 应等四大 效 应川 ， 因 而在 热、光、电、 磁等物理 性质方 而显示了 传统固 体材料所不其有的特异性能。众所周知，纳米材料的价格一般比较贵， 这会大大提高涂料的成木;同时纳米粒子具有光降解作用， 在涂料中使用不当还可能会降解成膜物。纳米材料用在塑料中可以提高塑料的强度， 但是大多数情况下涂层却不需要川 么高的强度， 从这个意义上讲，用处也不大。目前市场上出现了不少的纳米涂料助剂，木人曾进行过耐沾污性测试，效果不好，仅降低 1 % 左右，不如原木添加疏水剂提高耐沽污性的效果。那么应该如何以科学的态度对待这些问题昵?问题的关键在于，纳米在涂料中I.Y , 用到底有没有怠义，有多大的怠义。 实际 卜 ， 纳米涂料t一扣 纳米含量 .- r s. 很少;不同的纳米粒子具有不同的性能I:止
