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随着社会对环保和绿色建材的要求提高,对外墙涂料的功能性要求也日益增强,然而,外墙涂料的耐沾污性正阻碍其被广泛使用。如何提高外墙涂料的耐沾污性成为涂料研究中的热门之一,其中最引人关注的是纳米材料在外墙涂料中的应用。在众多纳米材料中,纳米TiO2因其紫外屏蔽性、光催化作用等特性,大量的应用于涂料中。本文选取多种锐钛型纳米TiO2及其改性后的产物,将其应用到水性外墙涂料中,以提高涂料的耐沾污性。 本文采用了四种方法来制备纳米TiO2浆料:商品锐钛型纳米TiO2粉体、水热法制备的锐钛型纳米TiO2、溶胶-凝胶法制备的纳米TiO2和用水热法将商品锐钛型纳米TiO2粉体改性转化成钛酸管。将所制备的纳米TiO2浆料直接涂刷于有水性涂料涂层的表面,测试其耐沾污性。相关试验研究结果如下所示: ①制备不同PVC的外墙涂料,根据外墙涂料涂膜的致密性、吸水率、耐沾污性随PVC的变化规律,确定涂料的CPVC为55%,并确定了外墙硅丙涂料的配方。其涂层(基准试板)的反射系数下降率为8.62%。 ②使用商品锐钛型纳米TiO2粉体制备纳米浆体,最终确定采用1h机械搅拌+8h研磨分散+1h超声分散,pH值为9,浓度为1%,分散剂为六偏磷酸钠,用量为0.2g/100g水,激光粒度测试平均粒径为1μm。将制备的纳米TiO2浆体涂在涂膜表面后,实验测得其反射系数下降率为4.89%,比基准试板提高了1.76倍。 ③选用titanium(iv)n-propoxide为钛源,在水油两相界面上进行水热法制备纳米TiO2,通过TEM、XRD对其进行结构、形貌和组成进行表征,可以看出,TiO2颗粒是锐钛型,其纯度在100%左右,为平均粒径在5nm左右的纳米TiO2。将其涂于涂层表面,测得其反射系数下降率为1.04%,且试验前后几乎没有变化。其值比基准试板提高了8.29倍。 ④以Ti(OC4H9)4为钛源,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2浆料,将其涂于涂层表面,并在常温下成膜,通过SEM观察,可知该方法制备的纳米TiO2形成一层透明的亲水薄膜,但为无定形态;试验测得其反射系数下降率为4.65%,比基准试板提高了1.85倍。 ⑤采用水热法,以氢氧化钠改性商品纳米TiO2粉体。改性后的试样经TEM、XRD分析得知,水热法合成的纳米钛酸管只有部分形成了钛酸管,管径为几十纳米且结晶度较好,分散均一,与纳米TiO2粉体相比,钛酸管的比表面大,质量密度低,空隙率高,具有较高的光催化活性。将其涂于涂层表面后,涂膜表面的光泽度有明显提高,其反射系数下降率为5.49%,比基准试板提高了1.57倍。 比较本文四种方法制备的纳米TiO2对涂层耐沾污性试验结果,其中选用titanium(iv)n-propoxide为钛源以水热法制备的锐钛型纳米TiO2的效果最好。微观测试分析表明,纳米材料的粒径、晶型对涂料耐沾污性能影响最大,表面致密性次之。