纳米TiO2改性丙烯酸酯涂料制备及其自清洁和抗菌性能研究

data-full-width-responsive="true"> 纳米T iO2 改性丙烯酸酯涂料制备及其自清洁和抗菌性能研究吴君莲1, 2( 1 合肥工业大学, 安徽合肥230009; 2 安徽职业技术学院, 安徽合肥230011)丙烯酸树酯是以丙烯酸或甲基丙烯酸酯为主要原料合成的一类主链不含有不饱和结构的碳氢化合物[ 1] , 具有优异的光稳定性和耐候性, 其制得的丙烯酸酯涂料具有良好的耐水、耐碱、耐化学品和粘结性能[ 2] , 在建筑物、户外构造物表面涂覆等方面有广泛的应用。但是丙烯酸酯类涂料本身存在低温脆变、高温变粘失强、易回粘、阳光照射下易降解、阴暗潮湿环境下易发霉等缺点, 影响了装饰效果和使用价值。粒径在10~ 50nm 的TiO2 称为纳米TiO2 , 其具有的超亲水性和光催化活性, 无毒无味、无刺激性、热稳定性与耐热性好、不燃烧等优点[ 3] [ 4] , 通过原位聚合用于改性丙烯酸酯类涂料的耐候性、抗菌性, 可以大大提高建筑用内外墙涂料的使用寿命。具有自清洁性能涂料是指在外力如雨水等的作用下能够自动达到清洁目的, 抗菌涂料是对细菌、微生物等具有让其失活或破坏其繁殖能力的一类涂料的统称。本文通过实验论证了纳米TiO2 改性的丙烯酸酯涂料具有优越的抗菌性与自清洁性能。1 实 验1 1 主要原料纳米TiO2 , 硅烷偶联剂KH - 570, BC - 01乳液, 消泡剂、分散剂、增稠剂、高岭土、滑石粉等均为市售。1 2 实验设备搅拌砂磨分散多用机, JSF- 400 型, 漆膜制备器, 150 m, 天津市中亚材料试验机厂; 湿热实验箱, GMJS- 100, 常州市华夏环境试验设备有限公司; 超声波清洗器, KQ3200B, 昆山市超声波仪器有限公司; Nico let 6700 型傅立叶红外光谱仪( FT- IR) , 美国T hermo Nico let ; DT G- 60H型热重分析仪, Shimadzu 公司。1 3 涂料配方设计表1 纳米T iO2 抗菌涂料配方1 4 涂料混合配置将去离子水、羟乙基纤维素浆、分散剂、消泡剂等混合, 在搅拌下加入纳米T iO2 、金红石型钛白粉、立德粉、滑石粉、高岭土, 混合均匀, 砂磨至一定细度, 出料; 加入BC- 01 乳液、成膜助剂、pH 调节剂等, 搅拌混合, 用增稠剂调整至适当粘度, 过滤出料。2 结果与讨论2 1 纳米T iO2 表面改性2 1 1 纳米T iO2 表面改性步骤在95% 乙醇溶液中, 加入纳米TiO2 , 超声波震荡分散30min 后再加入少量硅烷偶联剂KH-570, 升温80 回流搅拌5 小时, 过滤、洗涤、干燥得到白色粉末产物TiO2 - MPS。硅烷偶联剂改性纳米TiO2 的反应示意图如图1:图1 硅烷偶联剂对纳米T iO2 的表面改性示意图2 1 2 纳米T iO2 表面改性表征图2 为未改性的T iO2 及KH - 570 改性的纳米T iO2 的FT - IR 谱图, 可以看出: 在3420cm- 1 出现的是纳米T iO2 表面的羟基吸收峰, b 谱图的吸收峰要明显比a 谱图减弱, 说明纳米T iO2 的数量有所减少。在2962cm- 1左右对应C- H 键伸缩振动峰, 1639 cm- 1对应的是C= O键振动峰, 659cm- 1 左右处是T i- O 的特征峰, b谱图的吸收峰也要明显比a 谱图减弱。以上结果说明KH- 570 成功的接枝在锐钛矿纳米T iO2的表面。