梁光容，陳炳耀，姚榮茂，陳明毅

(1.廣東三和化工科技有限公司 廣東 中山 528429 2.廣東順德三和化工有限公司 廣東 佛山 528325）

關(guān)鍵字：納米二氧化鈰；水性氟碳涂料；耐老化性；防霉、抗菌。

0 引言

鈰屬于稀土元素中重要的原子結(jié)構(gòu)之一，化學(xué)性質(zhì)非?；顫娯S富，在與其他元素參與化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中生成用途廣泛、功能豐富多樣化等多品種新型材料。此外，鈰等稀土元素還具有豐富的電子能，憑借自身優(yōu)異的光、電、磁、核等特性一直在化工、冶金、石油等行業(yè)廣泛應(yīng)用。納米二氧化鈰不僅具有吸收可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)的功能，同時(shí)對(duì)于照射到納米二氧化鈰的光反射出去，大大地減少了光對(duì)材料的老化，延長(zhǎng)涂料老化時(shí)間。

水性氟碳涂料不僅有良好的高硬度、耐候性、耐沾污等綜合性能，還具備有健康、環(huán)保優(yōu)點(diǎn)，符合涂料行業(yè)“油退水進(jìn)”的發(fā)展趨勢(shì)，受到涂料消費(fèi)市場(chǎng)追逐和熱捧。本試驗(yàn)是在水性氟碳漆生產(chǎn)過(guò)程中加入稀土二氧化鈰進(jìn)行改性，進(jìn)一步增強(qiáng)水性氟碳漆涂料的耐老化性能，延長(zhǎng)涂料使用壽命。同時(shí)，通過(guò)充分發(fā)揮出稀土二氧化鈰的表面活性，來(lái)提高水性氟碳涂料殺菌、防霉等性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料及設(shè)備

1.1.1 主要原料

（1） cf-803水性氟碳乳液，廣州宣寧化工科技有限公司；

（2） JL-CeO2-1微米二氧化鈰、JL-CeO2-2納米二氧化鈰、JL-CeO2-2納米二氧化鈰水分散液，寧波金雷納米材料科技有限公司；（3） 涂料助劑，畢克助劑（上海）有限公司；（4） 其余鈦白粉、滑石粉等顏填料，均為市售。1.1.2 主要設(shè)備

（1） QUV紫外加速老化試驗(yàn)機(jī),美國(guó)Q-LAB公司；

（2） 現(xiàn)代環(huán)境SFJ-400砂磨、分散、攪拌多用機(jī)，上?，F(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)股份有限公司；

（3） C84－111反射率儀、QFS耐洗刷測(cè)定儀，天津市精科聯(lián)材料試驗(yàn)機(jī)有限公司；

（4） ZHS系列恒溫恒濕培養(yǎng)箱；上海喆圖科學(xué)儀器有限公司；

（5） BKQP-L高壓蒸汽滅菌鍋，濟(jì)南博鑫生物技術(shù)有限公司。

1.2 改性氟碳漆涂料的制備

1.2.1 改性氟碳漆涂料原料配方

氧化鈰改性水性氟碳涂料的基本配方見(jiàn)表1。

1.2.2 制備工藝

表1 二氧化鈰改性水性氟碳涂料配方

首先將上述配方表中序號(hào)為1～2的原料按量加到實(shí)驗(yàn)容器中，開(kāi)啟攪拌機(jī)低速攪拌均勻，然后加入3～5的助劑類(lèi)材料繼續(xù)攪拌；開(kāi)始加入6～9顏填料，加完后開(kāi)啟高速分散，取樣檢測(cè)細(xì)度；細(xì)度合格之后加入10～13的助劑，再攪拌20min即可研磨備用。

1.3 性能測(cè)試

涂料的常規(guī)性能按GB/T9755-2001《合成樹(shù)脂乳液外墻涂料》的規(guī)定進(jìn)行測(cè)試，防霉性能按GB/T1741-2007《漆膜耐霉菌性測(cè)定法》進(jìn)行測(cè)試，抗菌性能參照GB15979-2002《一次性使用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》附錄C：產(chǎn)品殺菌性能、抑菌性能與穩(wěn)定性測(cè)試進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 二氧化鈰對(duì)涂料老化性能的影響

2.1.1 二氧化鈰狀態(tài)對(duì)涂料老化性能的影響

根據(jù)市場(chǎng)上對(duì)二氧化鈰需求的不同，市面上將二氧化鈰加工成微米二氧化鈰、納米二氧化鈰、納米二氧化鈰水分散液共3個(gè)品種。以上3種不同狀態(tài)的二氧化鈰粒徑大小不同，分散效果差異明顯。通過(guò)表2數(shù)據(jù)可以看出，微米二氧化鈰對(duì)涂料耐老化性的提升效果最差，而納米二氧化鈰，特別納米二氧化鈰分散液只需添加l%左右，就可以將水性氟碳漆的耐人工加速老化提高600h以上，這是微米二氧化鈰所無(wú)法比擬的。試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2。

替米沙坦聯(lián)合非那雄胺對(duì)非杓型高血壓合并前列腺增生患者血壓節(jié)律性的影響 ………………………… 陳麗曼等（3）：393

表2 不同狀態(tài)二氧化鈰對(duì)涂料耐人工加速老化性的影響

2.1.2 納米二氧化鈰添加方式對(duì)涂料耐老化性的影響

水性氟碳漆生產(chǎn)過(guò)程中，納米二氧化鈰加入時(shí)間點(diǎn)不同，研制出來(lái)的涂料耐老化性能也不一樣。本試驗(yàn)中，為了驗(yàn)證二氧化鈰加入時(shí)間點(diǎn)的差異，分別選擇在研磨與調(diào)漆階段各加入納米二氧化鈰和納米二氧化鈰水分散液，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 二氧化鈰加入方式對(duì)涂料耐老化性的影響

由表3可見(jiàn)，納米二氧化鈰添加時(shí)間點(diǎn)不同，所制備氟碳漆涂料耐老化性能也有所差異。特別是未經(jīng)過(guò)水分散的納米二氧化鈰，選擇在研磨階段加入效果還算明顯，但如果選在調(diào)漆階段加入，人工老化3 530h后就出現(xiàn)微粉化，耐老化效果很不理想。而納米二氧化鈰水分散液已經(jīng)提前分散過(guò)，無(wú)論是在調(diào)漆還是研磨階段加入均能起到良好的耐老化效果。試驗(yàn)證明，納米二氧化鈰如果選在剪切力小的調(diào)漆階段加入，必須做好預(yù)處理成納米二氧化鈰水分散液，否則分散不佳很難達(dá)到提升耐老化性能的效果。

2.1.3 納米二氧化鈰用量對(duì)涂料耐老化性的影響

以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，納米二氧化鈰的加入有效地提升了涂料的耐老化性能。為了進(jìn)一步驗(yàn)證納米二氧化鈰不同用量對(duì)涂料的耐老化性能的影響，實(shí)驗(yàn)中分別加入5個(gè)不同含量的納米二氧化鈰，制備了5組實(shí)驗(yàn)樣品，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表4。

表4 納米二氧化鈰用量對(duì)涂料耐老化性的影響

從以上表4可以看出，納米二氧化鈰用量加到1%時(shí)，氟碳漆涂料的耐老化時(shí)間比未添加多725h，充分證明了納米二氧化鈰顯著的提高了涂料耐老化性能。但是當(dāng)納米二氧化鈰用量超過(guò)1%時(shí)，涂料的耐人工加速老化性能增幅開(kāi)始下降，實(shí)驗(yàn)證明納米二氧化鈰的加入量也不是越多越好，控制在1%左右最佳。

2.2 納米二氧化鈰用量對(duì)涂料防霉抗菌性能的影響

表5 納米二氧化鈰用量對(duì)涂料防霉抗菌性能的影響

從以上表5數(shù)據(jù)可以看出，未添加納米二氧化鈰的氟碳漆涂料防霉等級(jí)為2，每增加0.5%的納米二氧化鈰，氟碳漆涂料防霉等級(jí)下降1級(jí)。當(dāng)加入量為1%時(shí)，氟碳漆涂料的防霉性已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)，在放大約50倍下無(wú)明顯長(zhǎng)霉，此時(shí)涂料對(duì)大腸埃希氏菌的抗菌率達(dá)到99.9%以上。

雖然納米二氧化鈰添加1.0%就能讓氟碳漆涂料達(dá)到優(yōu)異的防霉等級(jí)和大腸埃希氏菌良好的抗菌率，但是1.0%的納米二氧化鈰對(duì)金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌這兩大類(lèi)的真菌看率效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)是不夠的。

2.3 涂料PVC對(duì)防霉抗菌性能的影響

PVC，顏料體積濃度，涂料中顏料和基料的體積比的變化同樣會(huì)影響防霉抗菌性能。為了驗(yàn)證涂料PVC對(duì)防霉抗菌性能的影響，本試驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)乳液用量制備不同PVC的涂料，將涂料PVC值從25%～45%之間制備了5個(gè)樣品，制備樣品抗菌率數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表6。

上述表6數(shù)據(jù)中，涂料中乳液用量逐漸增多制備不同的PVC涂料，氟碳漆涂料的防霉抗菌率隨著涂料PVC值的增加逐步提升。PVC值增加，涂料中的顏料體積比增加，涂膜密度變得稀疏，才得以提高涂料的防霉抗菌性。

表6 涂料PVC對(duì)防霉抗菌性能的影響

3 結(jié)語(yǔ)

（1）引用稀土納米二氧化鈰對(duì)水性氟碳漆涂料進(jìn)行改性，可以顯著地提高涂料的耐人工老化性。稀土納米二氧化鈰使用前用水分散預(yù)處理，可以達(dá)到更好的抗老化效果，使用量在1.0%左右最佳。

（2）納米二氧化鈰賦予了水性氟碳漆涂料殺菌、防腐功能，在涂料中加入l%量的納米二氧化鈰材料，使得涂料不僅具有優(yōu)異的防霉性，而且對(duì)大腸埃希氏菌的抗菌率達(dá)到99．9%以上。

（3） 涂料涂料中顏料和基料的體積比 (PVC值)，會(huì)影響到涂膜密度，進(jìn)而影響到涂料防霉抗菌性。氟碳漆涂料PVC值越低，其防霉抗菌性越差，涂料生產(chǎn)過(guò)程中必須注重乳液用量的調(diào)節(jié)，保證合適的PVC值。