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《郑州大学》 2006年
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纳米CaCO_3的改性、分散及其复合涂料的制备

王训遒  
【摘要】:纳米CaCO_3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CaCO_3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CaCO_3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CaCO_3复合丙烯酸涂料、环氧涂料和建筑涂料,并研究了纳米CaCO_3浆液及其复合涂料的流变性。 针对纳米CaCO_3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CaCO_3改性工艺已在安徽实现了生产。 实验分别研究了改性纳米CaCO_3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CaCO_3浆液。该浆液贮存稳定性好,纳米CaCO_3粒径较小且分布均匀,为制备纳米CaCO_3复合涂料奠定了基础。 采用改性纳米CaCO_3浆液分别制备出了纳米CaCO_3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CaCO_3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间的相容性,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CaCO_3/DOP浆液的流变性,结果表明,未改性纳米CaCO_3/DOP浆液(DOP-1)、WO-12/DOP浆液(DOP-2)和WO-13/DOP浆液(DOP-3)的流动特性均符合Casson模型,且在相同条件下与DOP-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。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ630.4

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