納米ZnO的制備和表面改性及ZnO-PU復合涂料的研究.pdf

1、納米材料在眾多工業(yè)領域具有廣泛的應用前景，但由于納米材料自身的高表面能，親水疏油等性能也嚴重地限制了它在有機材料領域的應用以及納米特性的發(fā)揮。為了使納米材料得到廣泛應用并充分發(fā)揮其具有的特殊性能，需要對納米顆粒表面進行有效的改性。本研究針對此問題展開了研究，研究內(nèi)容包括了納米ZnO的制備及改性、ZnO/PU納米復合涂料的性能研究及納米復合涂料的應用等。
　　本研究采用直接沉淀法制備了納米ZnO并對其表面進行化學改性。為了改善納米Z

2、nO的分散性、提高納米ZnO的有機相容性，提出了采用N,N’-羰基二咪唑（CDI）活化硬脂酸偶合KH550接枝改性的新方法，提高了硬脂酸的接枝率，降低了納米ZnO的表面能，分散性得到很大改善。此外，本文還對KH550接枝、硬脂酸接枝、硬脂酸偶合KH550接枝等不同改性過程對納米ZnO的分散穩(wěn)定性的影響進行了研究。采用紅外光譜（IR）、沉降實驗、掃描電鏡（SEM）等方法對所制備的納米ZnO進行分析，結果表明：改性劑均通過化學鍵與納米ZnO

3、表面連接，不同的改性過程獲得的納米ZnO在有機介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性存在較大的差異。通過CDI活化硬脂酸偶合KH550接枝改性過程獲得的納米ZnO在有機溶劑中的分散性和穩(wěn)定性最好。優(yōu)化了硬脂酸改性劑的用量，其最佳用量約為5wt％。
　　本研究將制備的各種納米ZnO（包括未改性的納米ZnO、APS-ZnO、SA-ZnO、SA-APS-ZnO、CDI-SA-APS-ZnO）作為改性劑，通過共混法制備了ZnO/PU納米復合涂料。通過拉伸試驗

4、、紅外光譜（IR）、掃描電鏡（SEM）等方法對所制備的納米復合涂料的性能進行表征分析，結果表明：納米ZnO會對PU涂料的固化結晶產(chǎn)生影響，添加了納米ZnO的聚氨酯涂料的紫外屏蔽性和耐熱性能都有明顯的變化，涂料的機械性能則受添加的納米ZnO類型以及添加量的影響而表現(xiàn)不同。從總體結果來看，CDI-SA-APS-ZnO/PU復合涂料性能改善最為明顯，納米ZnO的添加量為1wt%時效果最好。
　　同時，本研究還對ZnO/PU納米復合涂料封