氟碳漆配套的一系列乳化剂的影响与作用纳米ZnO两性氧化物,酸性介质中和碱性介质中呈现出不同的电荷分布。中碱性条件下,纳米ZnO颗粒外层分布负电荷,钛酸酯物理吸附在其外层,形成类胶体状态,随着吸附的进行,颗粒表面的Zeta电位值不断增大,根据胶体稳定的DLVO理论,胶体双电层斥力不断提高,颗粒不易团聚,易于分散,有利于其他偶联剂分子进攻颗粒表面;弱酸性条件下,纳米ZnO表面羟基带正电荷,钛酸酯与其进行配位化学吸附,由于化学吸附比单纯的物理吸附要牢固得多,所以,弱酸性条件下,改性效果良好;
如果酸性进一步加强(例如用盐酸/无水乙醇溶液调节pH值),纳米ZnO与盐酸反应,生成锌盐,体系中的物质发生了质的变化。本实验体系在pH9~10时纳米ZnO分散效果最佳,与参考文献[6]研究结果相同。图1为纳米ZnO及偶联剂处理的纳米ZnO红外光谱图。取若干改性产物加入相同体积的无水乙醇和蒸馏水,搅拌均匀,静置几小时后分层,将上层乳白色溶液和中层白色悬浮物取出,干燥剩余物后称质量并记录,沉淀量越少,改性效果越好。同时与未改性纳米ZnO空白实验对比,发现其全部沉淀,上层为清澈透明的溶液。
以聚丙烯酸钠和OP-10作为纳米ZnO分散剂所得复合乳液的涂膜性能较好。小分子丙烯酸钠,会使纳米复合乳液涂膜性能变坏。聚丙烯酰胺为非离子型高分子化合物,与纳米ZnO亲和作用较差,不能在纳米粒子表面形成有效的双电子层,复合乳液涂膜性能也不好。虽然OP-10也是非离子性分散剂,但其具有较强的乳化剂作用,赋予被分散的纳米粒子与乳胶粒子较强的作用,涂膜性能好。
氟碳漆油酸对纳米ZnO复合乳液涂膜的影响可归结为因为纳米ZnO具有亲水性,丙烯酸是水性,油酸是油性的,纳米ZnO更易分散在丙烯酸体系中,充分发挥了纳米的作用。工艺条件对纳米ZnO复合乳液及涂膜性能的影响用聚丙烯酸钠/OP-10为分散剂处理纳米ZnO,对功能单体为丙烯酸的乳液进行改性,研究分散工艺对纳米ZnO复合乳液及涂膜性能的影响。结果如表6所示。从表6可知,当纳米ZnO用量相同时,采用全部共混方式,所得复合乳液粒径最小;当纳米ZnO全部在乳液共聚之前加入时,所得乳液粒径最大;纳米粒子一半共聚一半共混时性能最好(附着力提高幅度最大),且粒径也适中。H=样品中漂浮部分的质量/样品总质量偶联剂处理后的纳米ZnO具有较好的分散作用,静置d后,仍有约20%纳米粒子悬浮在水中。