2结果与讨论
2·1纳米氧化锆浆料对涂层影响的机理分析
纳米氧化锆具备特殊的光学特性,对紫外长波、中波及红外线反射率高达85%以上。涂层干燥后,纳米粒子紧密填充涂层之间的空隙,形成完整的空气隔热层,并且其自身低导热系数能迫使热量在涂层中的传递时间变长,使得涂层也具有较低的导热系数,从而可以提高涂层的隔热性能。
同时,纳米氧化锆表面严重配位不足、欠氧等特点,表现出极强的活性,易与高分子树脂乳液、颜填料表面的氧起键合作用,从而增强水性树脂高分子间的作用力,提高颜填料在树脂中的分散性;另一方面,纳米粒子的比表面积大和小尺寸效应,使其具有比一般颜填料更好的填充性和流动性,可以改善涂膜的自洁性,增强漆膜致密性,有效的阻止腐蚀介质对基材的侵蚀作用。并且纳米氧化锆特有的空间网状结构,表面存在大量不饱和残键和不同键合状态的羟基,可与涂料体系产生良好的亲和性,从而改善涂料的悬浮稳定性。
2·2纳米氧化锆浆料粒径分布图
纳米粒子能否在干燥漆膜中发挥作用以及发挥作用的大小,关键是看其能否在涂料制备过程中有效的分散。而纳米材料自身特性决定了不能把它的粉体直接添加到配方中,目前多采用将所选用的纳米粒子制备成纳米浆料,再把纳米浆料添加到配方中来制备纳米复合涂料,本实验选用的水性纳米氧化锆浆料(固含量25%左右)的粒径分布如图2所示。
由图2可以看到,所选用的水性纳米氧化锆浆料大部分粒子存在状态为纳米级,平均粒径为60nm左右,180nm左右有一个小峰,说明里边有少量团聚体存在。
2·3纳米氧化锆浆料对涂料隔热性能影响
利用纳米氧化锆特殊的光学特性和低导热系数,把它作为隔热填料。使用自制的仿真涂层反射隔热测试仪,测定添加不同量的纳米氧化锆浆料(按固含)后涂料的隔热效果,其中纳米氧化锆的用量是按纳米氧化镐粉体质量占整个涂料体系的质量进行计算结果如图3所示。
由图3可以看出,随着氧化锆含量增加,模腔内部温度随之下降,隔热性能越来越好,但继续添加浆料会引起纳米粒子的聚集,分散越来越困难,添加量为6‰时涂层模腔温度上升,隔热降温效果变差。说明随着纳米氧化锆含量的增加,由于纳米粒子的聚集作用,影响了反射颜填料的分布状态,使漆膜散射的比表面积减少,散射效率降低,故隔热效果逐渐变差。纳米氧化锆浆料的添加量为配方质量的4·5‰左右比较合适。
