随着全球环保意识的增强,国内外的环保法规和政策正日趋严格。国内涂料行业也面临持续增大的环保压力,随着国家环保法的出台以及涂料消费税的征收,迫使涂料向环保型转变,家具行业以环保型涂料替代溶剂型涂料渐成大势所趋,因而水性环保涂料的研究开发将成为今后的发展重心。本文研究以制备性能优良的水性木器涂料为目标,首先利用表面改性剂制备纳米氧化物浆料,探讨纳米氧化物浆料的制备条件,并进行性能表征,考察浆料的TEM形貌、分散性和稳定性;继而以苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯等为原料,添加适量的纳米氧化物浆料制备纳米氧化物改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液(简称苯丙乳液),探讨了聚合工艺对乳液性能的影响并对乳液进行了性能测试和表征;然后,以改性苯丙木器涂料涂饰木材试样,检测涂膜的硬度、耐磨性及环保性能,对比市售水性木器涂料,考察纳米氧化物对水性苯丙木器涂料漆膜性能的影响。主要研究成果如下:(1)利用聚丙烯酰胺(5040)、聚乙二醇(PEG)和辛基酚聚氧乙烯醚(X-405)对纳米氧化铝和纳米氧化锆进行表面改性,所制浆料的颗粒表面光滑、规整,分散均匀。沉降测试表明,由于浆料中添加了改性剂,具有静电排斥和空间位阻稳定作用,提高了改性后的纳米氧化铝和纳米氧化锆的分散稳定性。(2)试验制备的纳米氧化物改性苯丙乳液,通过对3种聚合工艺制备的改性苯丙乳液性能对比,发现预乳化种子聚合工艺合成的乳液具有凝聚率低,热稳定性好、聚合反应转化率高,乳液粒径小,粘度低,且适宜长期贮存。预乳化种子聚合法最终确定为改性苯丙乳液制备方法。(3)综合考虑聚合工艺对乳液性能的影响,确定改性苯丙乳液制备的较优聚合条件为:聚合温度范围为85~90℃;聚合时间为6h;聚合搅拌速度150 r/min;软硬单体质量比为苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯(St/MMA/BA)=4/3/1;乳化剂添加量以3%为宜,质量比为十二烷基硫酸钠(SDS):十二烷基苯磺酸钠(MSDS):油酸钠(SO)=10:10:1;纳米氧化物的适宜用量为1.5%。(4)纳米氧化物的添加有利于漆膜硬度的增大,并且显著提高漆膜的耐磨性,同时不影响涂膜外观和制备成本,纳米氧化物含量适宜范围为1~1.5%。比较两种纳米氧化物对漆膜性能的影响,发现在耐磨性方面,纳米氧化锆优于纳米氧化铝,而其他方面差别不明显。(5)当纳米氧化物添加量为1.5%时,苯丙水性木器涂料漆膜硬度为H,耐磨性0.071-0.079g/100r,TVOC为150g/L。试验制备的纳米氧化物改性水性苯丙木器涂料是低VOC的环保产品,耐磨性和硬度均优于市售的国外水性丙烯酸酯木器涂料(立邦牌),其它性能基本相当。