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)非常活潑豐富，在與其他元素參與化學(xué)反應(yīng)的過程中生成用途廣泛、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光和紅外線的功能，同時對于照射到納米二氧化鈰的光反射出去，大大地減少了光對材料的老化，延長涂料老化時間。

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，符合涂料行業(yè)“油退水進”的發(fā)展趨勢，受到涂料消費市場追逐和熱捧。本試驗是在水性氟碳漆生產(chǎn)過程中加入稀土二氧化鈰進行改性，進一步增強水性氟碳漆涂料的耐老化性能，延長涂料使用壽命。同時，通過充分發(fā)揮出稀土二氧化鈰的表面活性，來提高水性氟碳涂料殺菌、防霉等性能。

1 實驗部分

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紫外加速老化試驗機,美國Q-LAB公司；

（2） 現(xiàn)代環(huán)境SFJ-400砂磨、分散、攪拌多用機，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耐洗刷測定儀，天津市精科聯(lián)材料試驗機有限公司；

（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為1～2的原料按量加到實驗容器中，開啟攪拌機低速攪拌均勻，然后加入3～5的助劑類材料繼續(xù)攪拌；開始加入6～9顏填料，加完后開啟高速分散，取樣檢測細度；細度合格之后加入10～13的助劑，再攪拌20min即可研磨備用。

1.3 性能測試

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

2 結(jié)果與討論

2.1 二氧化鈰對涂料老化性能的影響

2.1.1 二氧化鈰狀態(tài)對涂料老化性能的影響

根據(jù)市場上對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。通過表2數(shù)據(jù)可以看出，微米二氧化鈰對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法比擬的。試驗數(shù)據(jù)詳見表2。

替米沙坦聯(lián)合非那雄胺對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涂料耐老化性的影響

水性氟碳漆生產(chǎn)過程中，納米二氧化鈰加入時間點不同，研制出來的涂料耐老化性能也不一樣。本試驗中，為了驗證二氧化鈰加入時間點的差異，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，試驗數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 二氧化鈰加入方式對涂料耐老化性的影響

由表3可見，納米二氧化鈰添加時間點不同，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，無論是在調(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到提升耐老化性能的效果。

2.1.3 納米二氧化鈰用量對涂料耐老化性的影響

以上試驗數(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。為了進一步驗證納米二氧化鈰不同用量對涂料的耐老化性能的影響，實驗中分別加入5個不同含量的納米二氧化鈰，制備了5組實驗樣品，實驗數(shù)據(jù)詳見表4。

表4 納米二氧化鈰用量對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，氟碳漆涂料的耐老化時間比未添加多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1%時，涂料的耐人工加速老化性能增幅開始下降，實驗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涂料防霉抗菌性能的影響

表5 納米二氧化鈰用量對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為2，每增加0.5%的納米二氧化鈰，氟碳漆涂料防霉等級下降1級。當(dāng)加入量為1%時，氟碳漆涂料的防霉性已經(jīng)達到最優(yōu)，在放大約50倍下無明顯長霉，此時涂料對大腸埃希氏菌的抗菌率達到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到優(yōu)異的防霉等級和大腸埃希氏菌良好的抗菌率，但是1.0%的納米二氧化鈰對金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌這兩大類的真菌看率效果遠遠是不夠的。

2.3 涂料PVC對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影響防霉抗菌性能。為了驗證涂料PVC對防霉抗菌性能的影響，本試驗通過調(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個樣品，制備樣品抗菌率數(shù)據(jù)詳見表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對防霉抗菌性能的影響

3 結(jié)語

（1）引用稀土納米二氧化鈰對水性氟碳漆涂料進行改性，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，而且對大腸埃希氏菌的抗菌率達到99．9%以上。

（3） 涂料涂料中顏料和基料的體積比 (PVC值)，會影響到涂膜密度，進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)過程中必須注重乳液用量的調(diào)節(jié)，保證合適的PVC值。