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學術知識

納米ZnO復合聚苯丙乳液合成及功能性研究

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/9/5     瀏覽次數:    

  通過無皂乳液聚合制備了納米ZnO復合聚苯丙乳液,探討了復合乳液的聚合反應機理,研究了分散劑和單體加入方式對聚合包覆率的影響。TEM測試表明納米ZnO被包覆在聚合物中。SEM觀察表明:通過合成復合乳液使納米ZnO在涂膜中達到均勻的單分散狀態。研究了納米ZnO復合聚苯丙乳液涂膜的抗紫外線性能和抗菌性能,結果表明使用納米ZnO復合聚苯丙乳液的涂層材料具有明顯的抗菌和吸收紫外線功能。

  關鍵詞:納米ZnO;復合乳液;抗紫外線性;抗菌性能

  0.引言

  建筑乳膠涂料已成為室內外裝飾材料的主打產品,但其涂膜沒有溶劑型建筑涂料致密,容易受到細菌及微生物的侵蝕而出現霉斑,另外作為建筑外墻涂料長期受紫外光的照射會老化,導致涂膜沾污、變色、粉化、脫落,失去對底材的保護裝飾功能,影響建筑物的美觀,這給建筑涂料的開發和研究提出了新的課題[1-3]。提高建筑乳膠涂料抗菌防霉性最有效的途徑是加入具有抗菌防霉功能并能在涂膜中穩定存在的物質,發揮抗菌作用。傳統的抗菌防霉劑,如甲醛、重金屬鹽、苯酚、五氯酚鈉等,由于對環境和人體有毒,已經禁止使用。目前,抗菌劑主要有天然抗菌劑、有機抗菌劑和無機抗菌劑三大類。天然抗菌劑主要有殼聚糖、天然萃取物等,品種不多,耐久性較差,應用受到限制。有機抗菌劑主要有異噻唑啉酮類、苯并異噻唑啉酮類、有機胺類等[4-5],其短期抗菌效果較明顯,但耐久性和耐溫變性較差,在紫外光照射下容易分解,從而限制了其在涂料中尤其是外墻涂料中的應用。無機抗菌劑主要是銀系抗菌劑[6-7]和具有光催化作用的無機納米材料[8]。銀系抗菌劑具有很好的抗菌效果和耐久性,但由于粒徑問題及銀離子抗菌劑的價格昂貴,因此,限制了在涂料中的應用;具有光催化作用的材料主要是指納米ZnO和納米TiO2等材料,利用光催化作用產生的強氧化性使微生物或微生物細胞組織失去活性。由于在作用過程中,納米粒子本身沒有參與反應,沒有任何損失,具有長效的抗菌作用。同時納米ZnO粒子還具有優異的吸收紫外線性能,因此向乳膠涂料中引入納米ZnO粒子不僅可使涂料具有抗菌防霉性,還可實現耐紫外線老化功能[9-10]。通常制備此類功能涂料的方法是直接將納米粒子摻入乳膠中,但納米氧化鋅等無機納米材料表面能高,極易團聚,如果不能很好地將其分散在涂膜中,不僅影響其性能的發揮,而且在涂料體系中成為團聚體的核心,產生膠粒,影響涂膜的性能[11-12]。本文采用無皂乳液聚合技術,以納米ZnO粒子為核,苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯為殼層單體通過無皂乳液聚合制備包覆型復合乳液,可解決納米氧化鋅粒子的團聚問題,以其為基料來制備涂料,還可發揮其良好的抗菌防霉和抗紫外線性能,制備出具有抗菌和防紫外線性的功能涂料。

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