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      碳納米管苯丙乳液導電內墻涂料的制備

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      隨著現代工業和社會的發展,靜電危害現象日益嚴重,給生產和生活帶來很大的安全隱患。為保障人們的安全,提高生活質量,越來越多的場所需要抗靜的墻面,如在電子電器的廠房、印刷廠、紡織廠以及制藥廠等,因此抗靜電( 導電) 涂料受到越來越廣泛的重視。碳納米管是一種納米級無縫管狀結構碳材料,具有優異的機械性能及獨特的電學性能。其離域大π 鍵使電荷很容易在表面移動,極利于釋放所攜帶的靜電荷。把它作為增強相,加入到聚合物中,能極大地改善聚合物的力學性能和電學性能。同時,碳納米管與其他金屬顆;蛘呤w粒相比,較少的添加量就能形成導電網絡。因此,碳納米管很適合做導電填料。
      由于碳納米管容易發生纏繞或聚集成束,為了提高碳納米管與聚合物之間的相容性,對碳納米管進行表面修飾是必要的。碳納米管的表面修飾有多種方法。其中,采用硅烷偶聯劑對碳納米管進行表面處理是一種有效途徑。硅烷偶聯劑和碳納米管作用后,可以制得有機修飾的碳納米管。目前,已有一些利用碳納米管制備外墻漆的研究。如馮昌輝等制備了儲油罐納米碳管導靜電防腐涂料。楊正龍等研究了含碳納米管的水性聚氨酯外墻漆。本研究以有機修飾的多壁碳納米管作導電填料,制備了碳納米管/苯丙乳液復合內墻導電涂料,并對其各項性能進行了研究。
       
      1 實驗部分
      1. 1 原料及儀器
      多壁碳納米管( MWCNTs) : 深圳市納米港有限公司; XG- 2000 苯丙乳液: 衡水市新光化工有限責任公司; DA 分散劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑: 市售。JEM - 2010 型透射電子電鏡; STA 449C 同步熱分析儀;KH - 300B 型超聲波清洗器; JJ - 1 型電動攪拌器; GFJ - 0. 4高速剪切分散機; 線棒涂布器; QHQ 型涂膜鉛筆劃痕硬度儀;QFZ -Ⅱ型漆膜附著力試驗儀等。
      1. 2 碳納米管的修飾
      先用混酸體系( 濃硫酸/濃硝酸體積比為3∶ 1) 對一定量多壁碳納米管進行了氧化處理,再利用氧化處理后多壁碳納米管表面生成的羥基與3 - 氨丙基三乙氧基硅烷偶聯劑( KH550) 進行反應,制備了表面有機修飾的多壁碳納米管。
      1. 3 涂料的制備
      將不同量的碳納米管( 占涂料總量的質量分數分別是:0. 50%、1. 00%、1. 50%、2. 00%、2. 50%、3. 00%、4. 00%、5. 00%) 先加入分散罐中,在低速攪拌狀態下依次加入按配方要求稱量的分散劑( 部分助劑) 、滑石粉、二氧化鈦等顏填料進行初步混合。再將混合后的漿料添加到苯丙乳液中,配以適量助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑等,利用高速剪切分散機攪拌均勻制得碳納米管/苯丙乳液復合內墻涂料。
      1. 4 涂層性能的測試
      通過實驗確定當碳納米管含量為2. 50% 時,涂料的各項性能最佳。表1 為碳納米管含量為2. 50% 時所制備的復合內墻涂料,按照國家標準JG/T 23—2011 制作涂料涂層試板后檢測的各項指標。
      碳納米管/苯丙乳液內墻涂料檢測結果
      按照國標GB/T 6739—1996 測涂膜的鉛筆硬度; 按GB/T1720—1979 測涂層附著力; 按GB/T 1732—1933 測耐沖擊性;按照國標GB/T 1733—1993 測耐水性、GB/T 9265—1988 測耐酸堿性能。用3 1/2數字萬用表測其電阻。
       
      2 結果與討論
      2. 1 修飾前后碳納米管的TEM 研究
      圖1 為處理前后多壁碳納米管的TEM 照片。
      多壁碳納米管的透射電鏡照片
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