聚丙烯，英文名稱：Polypropylene（PP)，分子式：(C3H6)n。CAS?登錄號：9003-07-0，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規聚丙烯（isotaetic?polyprolene）、無規聚丙烯（atactic?polypropylene）和間規聚丙烯（syndiotatic?polypropylene）三種。
水性納米聚丙烯酸酯木器涂料研制
涂料網訊
摘要本文介紹了一種高性能水性納米聚丙烯酸酯木器涂料的研制過程通過采用本廠研發的納米丙烯酸共聚物乳液和納米水性聚氨酯分散體進行復配同時添加適量的絲狀納米碳酸鋅和分散劑以提高性能通過正交實驗設計的方法確定了納米丙烯酸共聚物乳液和納米水性聚氨酯分散體的復配比例以及納米碳酸鋅和分散劑的添加量當丙烯酸乳液納米聚氨酯分散體=82納米碳酸鋅添加量2.5%分散劑添加20%（對納米碳酸鋅的量）的時候涂料性能和性價比達到一個良好的平衡
關鍵詞正交實驗涂料水性木器漆聚氨酯分散體丙烯酸乳液納米
前言
溶劑型木器涂料含有大量的有害物質嚴重污染環境損害人體健康極大的浪費資源現有的水性木器涂料由于在理化性能上有其局限性還不具備完全取代溶劑型木器涂料的技術基礎與傳統木器涂料相比尚有一定的差距隨著各國對揮發性有機物及有毒物質的限制越來越嚴格以及水性樹脂配方優化和適用助劑的開發水性漆的市場份額將不斷提高水性木器漆本身的無異味和環保等特點也使得此類產品成為今后的發展主要趨勢本研究試圖通過將本廠自行研發的水性樹脂和納米材料通過實驗優化配比實現水性涂料性能上的重大突破建立納米水性木器涂料體系迅速將研究成果轉化成生產力實現產業化
1.實驗部分
1.1 實驗原料與儀器
納米丙烯酸共聚物乳液自產
納米水性聚氨酯分散體自產
納米堿式碳酸鋅自產
成膜助劑陶氏化學
流平劑和增稠劑美國羅門哈斯公司
分散劑深圳海川化工有限公司
消泡劑畢克化學鈦白粉美國杜邦化學
消光劑美國格雷斯化學
QHQA便攜式鉛筆法硬度計天津森日達實驗儀器有限公司
QTG75600涂膜涂布器QSJ高速分散機天津市建儀試驗儀器廠
SZQ濕膜制備器上海現代環境工程技術有限公司
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1.2 樣板的制作
按HG／T3828-2006巾的6．3試驗樣板的制備巾的方法制備樣板
在玻璃板（200mmX100mm×4mm）上用漆膜涂布器刮涂一道100m的濕涂膜放置7d后測試硬度
1.3 涂膜硬度耐沖擊性及耐水性能測試
按照GB／T6739-1996使用涂膜便攜式鉛筆硬度計測試涂層的鉛筆硬度
按照ISO6272-2-2006涂料和清漆快速毀壞（抗沖擊）試驗
第2部分小面積砸痕的落錘試驗進行實驗
按照GB／T4893-2005規定測定涂膜的耐水性能
1.4 基礎配方
表一 基礎配方
1.5 正交實驗
水性聚氨酸分散體和水性丙烯酸樹脂相比較而言丙烯酸樹脂的特點是快干耐光耐候性能優異硬度較好缺點是最低成膜溫度高成膜性及柔韌性較差熱粘冷脆而聚氨酯分子結構中具有硬鏈段和軟鏈段組成的鏈段結構決定了其既堅硬又柔韌的獨特性能其兩相結構使水性聚氨酯具有優異的低溫成膜性流平性及柔韌性抗熱回粘性好由于氫鍵的存在使其具有耐磨高硬度的優點但在穩定性自增稠性固含量保光性等方面存在不足因此水性丙烯酸樹脂和水性聚氨酯樹脂在性質上有一定的互補作用本實驗主要是通過納米丙烯酸共聚物乳液與納米水性聚氨酯分散體復配綜合兩者的優異性能克服彼此的缺陷同時降低成本制備出具有較好使用價值的水性木器涂料
納米材料一般具有小尺寸效應表面與界面效應量子尺寸效應宏觀量子隧道效應等因而它具有許多獨特的或更優越的性能一般的無機填料填充于聚合物中時具有如下缺點使用量大不能兼顧剛性耐熱性尺寸穩定性和韌性同時提高而在聚合物中添加少量的納米粒子就可以使基體樹脂的力學性能（拉伸強度彎曲強度沖擊強度斷裂伸長率等）得到顯著的提高并克服了以上提及的一般無機材料的缺點而絲狀的納米碳酸鋅除了具有一般納米材料的特征外其絲狀的特性類似混凝土中鋼筋的作用更能顯著提高涂膜的韌性和抗沖擊性以及補強作用
納米粒子的比表面積很大表面能高熱力學狀態不穩定從而表現出極強的表面活性極易團聚形成二次顆粒從而形成帶有若干弱連接界面的尺寸較大的團聚體大大影響納米顆粒優勢的發揮必須選擇適當的分散劑將其分散開來才能發揮納米材料的性能
為優化水性納米聚丙烯酸酯木器涂料提高水性木器漆涂膜性能本實驗主要以納米丙烯酸共聚物乳液與納米水性聚氨酯分散體復配比例納米碳酸鋅用量和分散劑的用量三個變量為主要因素考察其對涂膜硬度抗沖擊和耐水性能的影響詳見表二
表二 正交實驗設計及測試結果
表三 正交實驗結果分析
1.6 正交實驗結果分析
硬度影響因素樹脂=納米碳酸鋅>分散劑聚氨酯本身硬度可以調節本廠生產的聚氨酯分散體本身是具有互穿網絡結構的高分子聚合物并能常溫自交聯所以與納米丙烯酸乳液硬度差別不大總的來說成膜物質對最終硬度起決定性作用絲狀的納米碳酸鋅能提高硬度但前提是必須把分散做好否則大量的納米粒子報團發揮不了其自身的優勢
抗沖擊影響因素樹脂=納米碳酸鋅>分散劑抗沖擊反映的是漆膜的強度柔韌與附著力納米丙烯酸乳液本身硬度較高抗沖擊差聚氨酯分散體有著既堅硬又柔韌的獨特性能隨聚氨酯分散體量的提高抗沖擊明顯提高納米碳酸鋅提高了漆膜的強度附與著力亦能明顯提高沖擊強度
耐水性影響因素納米碳酸鋅>樹脂>分散劑.絲狀納米碳酸鋅加入提高涂膜的致密性明顯提高了涂膜的耐水性納米丙烯酸乳液與納米聚氨酯分散體均為改性高性能材料納米丙烯酸乳液稍好于納米聚氨酯分散體
從經濟性和涂膜的性能平衡來分析得出較好的組合為A1B2C2配方中少用價格昂貴的納米聚氨酯分散體通過納米碳酸鋅的補強作用彌補了納米丙烯酸乳液韌性差抗沖擊差的特點同時提高了漆膜的表面硬度和致密度增強了漆膜的耐水性達到了性能上的平衡
1.7 配方確定
通過以上實驗最終配方定為
表四 優化后的配方
配方制成的單組分水性木器漆其涂膜硬度可達2H（25℃7D）左右耐沖擊抗干裂好耐水性非常優異干燥快施工簡單方便質量性能明顯優于行業標準《水性木器涂料》要求
4.結語
（1）通過對樹脂納米材料助劑的正交實驗設計得出納米丙烯酸乳液納米聚氨酯分散體=82納米碳酸鋅添加量2.5%分散劑添加20%（對納米碳酸鋅的量）的時候配方性價比的性能能達到一個好的平衡
（2）此涂料體系性能優異施工簡單產品具有良好的市場應用潛力
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