文档介绍：纳米 TiO2 改性外墙涂料的研究

重庆大学硕士学位论文

学生姓名:刘晓英
指导教师:张智强副教授
专业:材料科学与工程
学科门类:工学

重庆大学材料科学与工程学院
二 O 一一年五月
Research on Nano-TiO2 Modified
Exterior Wall Coating

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Master of Engineering
By
Liu Xiaoying

Supervised by Ass. Prof. Zhang Zhiqiang
Major: Material Science and Engineering

College of Material Science and Engineering of Chongqing
University, Chongqing, China
May, 2011
重庆大学硕士学位论文中文摘要

摘要

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)%。
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
,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,%,。
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,%,且试验前后几乎没有变化。其值比
。
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;%,比基准试板
。
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,%,。
I
重庆大学硕士学位论文中文摘要
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。

关键词:纳米二氧化钛,光催化,外墙涂料,耐沾污性

II
重庆大学硕士学位论文英文摘要