纳米TiO2改性丙烯酸防污涂料性能的研究

• 作 者: 孙秀敏
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 纳米TiO2 改性 丙烯酸树脂 防污涂料

海洋环境中，污损生物的防除是人类开发和利用海洋必须要解决的问题之一。随着环保意识的增强，海洋环境保护法严格禁止了有机锡等毒剂型防污涂料的使用，因此亟需寻找低毒、高效的环境友好型海洋防污涂料替代有毒防污涂料。低表面能防污涂料是利用污损生物在低表面能材料上附着不牢这一特点来减少海生生物的污损强度，具有不含毒料，表面光滑，耐摩擦、耐污性持久等特点。近年来，纳米材料改性低表面能防污涂料受到了越来越多的关注。本文研究了纳米TiO2的改性方法，采用物理改性法和化学改性法对TiO2进行改性，通过红外光谱、热重分析、扫描电镜对其进行表征，并比较不同改性剂改性后的纳米TiO2的分散性、稳定性、接触角，筛选出最佳的改性方法和改性剂，发现改性后的纳米TiO2在有机溶剂中的分散性和稳定性提高，尤其是KH-570改性纳米TiO2的效果最好，具有更强的疏水性。当KH-570用量为纳米TiO2质量的26%，反应时间5h时，改性后的纳米TiO2的效果较好。此外，还对比了几种不同的纳米材料的改性结果，发现金红石型纳米TiO2的改性效果较好。采用在有机溶剂中分散性良好的金红石型纳米TiO2对使用广泛的丙烯酸树脂进行改性，制得纳米TiO2改性的丙烯酸树脂，使其具有低表面能的性质。讨论了纳米TiO2的加入对丙烯酸树脂粘度、附着力及表面形貌的影响，结果表明纳米TiO2的加入对丙烯酸树脂的粘度和附着力影响较小，但在丙烯酸树脂的表面形成了类似荷叶结构的微纳米凸起，当纳米TiO2与丙烯酸树脂的质量比为1：10时，树脂表面与水的接触角达到128°，属于低表面能材料。以纳米TiO2改性的丙烯酸树脂为成膜物质制备海洋防污涂料，并用于海上挂板实验，结果表明纳米TiO2改性丙烯酸防污涂料的防污效果比传统的丙烯酸防污涂料的防污效果好。