返回頂部
返回首頁
返回首頁
歡迎訪問  中國建材網   | 今天是   
中國建材網全新改版進行中! 我的訂單 | 會員中心 | [ 登錄 ] | [ 注冊 ]
最猛平特一尾
home 您現在的位置: 首頁 >裝修百科 > 詳細信息
銳鈦礦型納米級TiO2改性內墻乳膠漆的性能研究,對經銳鈦礦型納米TiO2改性的內墻丙烯酸乳膠漆進行了SEM 形貌表征及能譜分析, 并通過紫外可見光譜分析對其在對紫外線的屏蔽性能、光催化凈化空氣、抗菌解毒等方面性能進行了分析和探討
2019年07月19日    閱讀量:380    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1  引 言

乳膠漆屬水性涂料, 安全、無毒、不污染環境, 無火災危險, 符合環保要求, 還具有成膜性好、耐擦洗、耐候性、流平性等優良性能。近年來, 乳膠漆的研究方向主要集中于新穎合成技術的研究, 高性能( 涂刷性、抗回粘性、耐堿、耐污、耐水洗刷性、抗菌等) 乳膠漆的研制。


納米T iO2 作為20 世紀80 年代發展起來的主要納米材料之一, 具有多種優異功能中國建材網cnprofit.com。不僅具有優異的顏料特性- 高遮蓋力、高消色力、高光澤度、高白度和強的耐侯性外, 還具有特殊的力學、光、電、磁功能;更具有高透明性、紫外線吸收能力以及光催化活性[ 1] 。因此納米T iO2 復合乳膠漆的研究市場非常巨大。


納米T iO2 有銳鈦礦型、金紅石型和板鈦礦型3種, 板鈦礦型因其結構的不穩定性而極少使用。銳鈦型的光活性比金紅石型高, 原因是銳鈦型的能帶隙為3. 2eV, 金紅石型的能帶隙為3. 0eV, 前者較后者高0. 2eV[ 1] 。將銳鈦礦型納米T iO2 用作內墻涂料中的填料時, 有效的紫外線作用區域為??< 380nm, 室內熒光燈表面的輻射量為0. 2mW/ cm2 , 所以在明亮的室內也有光催化效果。


2  實 驗

2. 1  主要原料及實驗儀器

銳鈦礦型納米T iO2 , 青島科技大學納米研究所提供; 丙烯酸乳膠漆, 青島大洋涂料提供; 納米T iO2 改性內墻丙烯酸乳膠漆, 青島科技大學納米研究所與青島大洋涂料合作研制。Cary 500 U VisNIR Spect ro photometer , 美國VARIAN 公司; JSM-6700F 的場發射掃描電鏡( 帶能譜) , 日本電子公司。


2. 2  實驗方法

納米T iO2 改性內墻丙烯酸乳膠漆的制備: 稱取適量銳鈦礦型納米TiO2 粉末制成去離子水懸浮液, 同時添加適量的陰離子型表面活性劑, 以保持顆粒的懸浮穩定性. 超聲波預分散30 min, 將分散好的漿料添加至丙烯酸乳膠漆中, 使TiO2 的質量分數為0. 7% , 制備完成。將納米T iO2 改性乳膠漆、普通丙烯酸乳膠漆分別涂刷于普通玻璃片上, 室溫自然干燥待測。用Cary 500 U V Vis NIR Spect ro photometer 測試其紫外-可見光學特性; 用JSM-6700F 的場發射掃描電鏡測試其形貌, 同時進行能譜分析。


3  結果與討論

3. 1  納米TiO2 改性內墻乳膠漆的形貌及能譜分析

由于納米T iO2 微粒尺寸小, 比表面積大, 表面原子數多, 表面能高, 表面原子嚴重配位不足, 因此具有很強的表面活性與超強吸附能力, 納米材料的眾多優良特性即因此而來。銳鈦礦型TiO2 的X 衍射分析如圖1 所示。

銳鈦礦型納米級TiO2改性內墻乳膠漆的性能研究,對經銳鈦礦型納米TiO2改性的內墻丙烯酸乳膠漆進行了SEM 形貌表征及能譜分析, 并通過紫外可見光譜分析對其在對紫外線的屏蔽性能、光催化凈化空氣、抗菌解毒等方面性能進行了分析和探討 中國建材網,cnprofit.com

圖1  銳鈦礦型TiO2 的XRD 譜圖

 圖2 為納米TiO2 改性內墻丙烯酸乳膠漆涂膜斷面的SEM 照片及相應的能譜分析圖。圖3 為在改性乳膠漆涂膜斷面任取兩點進行的能譜分析圖。SEM照片上清晰地顯示出乳膠漆表面是一種起伏不平的顆粒膜, 這種粗糙的表面將極大地提高薄膜的表面積, 不但反應物在薄膜表面的吸附量增大, 而且光線在這樣的表面須經多重反射才能離開, 光吸收及利用率必然得到提高, 有利于催化反應的進行。涂膜斷面及斷面任取兩點進行的能譜分析顯示, 乳膠漆中各組分分布均勻, 添加量為0. 7% 的納米TiO2 呈均勻分布。

銳鈦礦型納米級TiO2改性內墻乳膠漆的性能研究,對經銳鈦礦型納米TiO2改性的內墻丙烯酸乳膠漆進行了SEM 形貌表征及能譜分析, 并通過紫外可見光譜分析對其在對紫外線的屏蔽性能、光催化凈化空氣、抗菌解毒等方面性能進行了分析和探討 中國建材網,cnprofit.com


3. 2  對紫外線的屏蔽性能

太陽光中的紫外線是造成乳膠漆老化的一個重要因素。紫外線波長介于200 ~ 400nm 之間, 分為UVA、U VB、UVC 3 個區段, U VC( 200~ 275nm) 可被同溫層的臭氧吸收, 到不了地面。而UVB ( 280 ~320nm) 、UVA( 320~ 400nm) 能作用于各種材料、物質表面及內部, 造成材料老化。


紫外線的波長越短, 能量越強, 對乳膠漆的耐久性危害也就越大。雖然內墻乳膠漆的老化現象較之外墻乳膠漆要輕緩許多, 但在室內有較強烈光線影響及照明作用時, 對內墻乳膠漆的老化作用仍不能忽視。經納米TiO2 改性的乳膠漆則可以散射紫外線, 但不反射可見光。未經改性的乳膠漆和經納米T iO2 改性的乳膠漆對紫外光的屏蔽效果如圖4 所示。

銳鈦礦型納米級TiO2改性內墻乳膠漆的性能研究,對經銳鈦礦型納米TiO2改性的內墻丙烯酸乳膠漆進行了SEM 形貌表征及能譜分析, 并通過紫外可見光譜分析對其在對紫外線的屏蔽性能、光催化凈化空氣、抗菌解毒等方面性能進行了分析和探討 中國建材網,cnprofit.com

圖4  含納米T iO2 的丙烯酸乳膠漆

 由圖4 可見, 經納米TiO2 改性的丙烯酸酯內墻乳膠漆對UVB、UV C 區段的紫外線有很好的屏蔽性能,而又能很好的透過可見光。這是由于納米T iO2 是n型寬帶隙半導體, 其電子結構由充滿電子的價電子帶( O2p) 和沒有電子的空軌道形成的導帶( Ti3d) 構成,存在禁止帶間隙。


當一能量大于或等于禁止帶間隙的光子( 波長< 400nm 的紫外光) 入射到TiO2 粒子上時, 比禁止帶間隙能量大的光子被吸收, 價電子帶的電子躍遷至導帶, 而使T iO2 具有強烈吸收紫外線的能力[ 4] 。納米T iO2 除具備吸收紫外線的功能外, 還具有很強的散射紫外線能力。紫外線本質上是電磁波, 當紫外線作用到介質中的納米TiO2 粒子時, 由于納米TiO2 粒子尺寸小于紫外線的波長, 納米T iO2 粒子中的電子被迫振動( 其振動頻率與入射光波的頻率相同) , 成為二次波源, 向各個方向發射電磁波, 這就是紫外光的散射。


3. 3  光催化凈化空氣性能探討

由上述可知, 納米T iO2 在吸收能量高于其禁帶寬度的短波光輻射后, 產生電子躍遷, 價帶電子被激發到導帶, 形成空穴??電子對, 并將能量傳遞給周圍的介質,由此可誘發光催化反應, 具有光催化能力[ 5] 。圖5 顯示了納米TiO2 和經納米T iO2 改性的乳膠漆對波長< 400nm 的光輻射的吸收情況。

銳鈦礦型納米級TiO2改性內墻乳膠漆的性能研究,對經銳鈦礦型納米TiO2改性的內墻丙烯酸乳膠漆進行了SEM 形貌表征及能譜分析, 并通過紫外可見光譜分析對其在對紫外線的屏蔽性能、光催化凈化空氣、抗菌解毒等方面性能進行了分析和探討 中國建材網,cnprofit.com

圖5  納米T iO2 和含納米T iO2 的丙烯乳膠漆的UVvis 光學特性

 在紫外光的有效作用下, 納米T iO2 光催化劑對有機物有很強的降解作用, 能與空氣中的甲醛、氨氣、苯等有害氣體發生反應, 將它們轉化為無毒化合物, 對環境空氣起到極好的凈化作用, 并能避免二次污染的發生。由圖4、5 可見, 經納米TiO2 改性的乳膠漆對紫外光有優良的吸收性能, 結合納米T iO2 的光催化性能,此種改性乳膠漆對甲醛等多種有毒有害氣體必定具一定的凈化效果, 具體性能指標有待進一步實驗論證。


3. 4  抗菌耐污性能的探討

因為納米T iO2 具有極強的吸附能力, 這使得納米粒子對于無論是促使物質腐敗的氧原子、氧自由基, 還是產生其它異味的烷烴類分子等, 均具有極強的抓俘能力。其抗菌機理[ 6] 是在可見光照射下, 激發的電子同吸附在涂層表面上的氧產生活性氧( 即O2- ) , 同時失去電子。帶正電的空穴氧化羥基( ?? OH) 生成羥基自由基( OH ) , O2- 和OH 具有很強的氧化性能, 能很容易破壞細菌的細胞膜, 使細胞質中的活性酶被破壞掉, 導致細菌死亡, 并能降解由細菌釋放出的復合物。從而不難推斷出經納米TiO2 改性乳膠漆能有效殺死細菌, 具有防腐抗菌功能。其抗菌性能指標有待進一步實驗論證。


3. 5  納米改性乳膠漆的其它性能指標

納米改性乳膠漆的其它性能指標如表1 所示。

表1  納米改性乳膠漆的性能指標

銳鈦礦型納米級TiO2改性內墻乳膠漆的性能研究,對經銳鈦礦型納米TiO2改性的內墻丙烯酸乳膠漆進行了SEM 形貌表征及能譜分析, 并通過紫外可見光譜分析對其在對紫外線的屏蔽性能、光催化凈化空氣、抗菌解毒等方面性能進行了分析和探討 中國建材網,cnprofit.com

4  結 論

綜上所述, 納米T iO2 改性內墻丙烯酸乳膠漆在具備優良的抗老化性能的同時, 具備了凈化空氣、抗菌解毒、除臭自潔的優良功效。另外, 納米TiO2 尺寸小, 比表面積大, 因而與基體的接觸面積也很大, 當乳膠漆材料受到沖擊時, 會產生比一般填料更多的微開裂, 吸收更多的沖擊能, 從而阻止和鈍化裂紋的進一步擴展, 使高分子基建涂料的韌性和強度得到很大的提高。從而提高了涂膜的耐洗刷性能; 同時由于它改善了組分的流動性, 縮短了成膜固化時間。


但目前納米TiO2 在乳膠漆中的應用仍處于初級階段, 如何保證納米TiO2 在乳膠漆中的分散性成為一個主要的問題。目前, 最有效的方法是對其進行有機或無機包覆改性。另外, 納米材料的應用不單單是一個混合添加的過程, 要和乳膠漆中的其它組分匹配, 如果納米TiO2 的選型不當, 或添加量不適, 反而會降低乳膠漆其它方面的性能。


另外, 須建立新的、較簡便的檢測方法來測定乳膠漆中添加的納米材料的粒度及分散狀態。對開發成熟的納米復合乳膠漆, 需逐步建立起一套新的嚴格的納米涂料的評價體系, 規范市場秩序, 繼續加大研究開發投入, 以提高我國乳膠漆的檔次 。


標簽:行業資訊原料動態建材百科產品資訊建材應用裝修百科市場評論技術中心家裝材料成品材料建筑基材建筑施工涂料油漆墻體幕墻建筑材料
免責聲明: 本文僅代表作者本人觀點,與中國建材網無關。本網對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。本網轉載自其它媒體的信息,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理。客服郵箱:[email protected] | 客服QQ:23341571
相關文章HOT
今日頭條Show更多
    熱點排行Hot
      門戶手機版WeChat
      掃描二維碼,獲取手機版最新資訊 手機版:中國建材網 您還可以直接微信掃描打開
      全站地圖

      深圳網絡警察報警平臺 深圳網絡警
      察報警平臺

      公共信息安全網絡監察 公共信息安
      全網絡監察

      經營性網站備案信息 經營性網站
      備案信息

      中國互聯網舉報中心 中國互聯網
      舉報中心

      中國文明網傳播文明 中國文明網
      傳播文明

      深圳市市場監督管理局企業主體身份公示 工商網監
      電子標識

      平特一肖历史开奖记录