【建材網】摘要：環氧樹脂由于其本身的附著力強，耐化學藥品性和耐磨性也很好，所以被廣泛應用于防腐涂料上。但是由于其自身脆性等缺點，在使用中通常需要對其進行改性處理。其中，各種納米粉體對環氧樹脂的改性得到了廣泛的關注，對于提高環氧涂料的耐腐蝕性和耐磨性等性能發揮了重要作用。主要綜述了納米粉體在提高環氧樹脂涂料的防腐性和耐磨性等方面的研究進展，介紹了納米粉體分散改性的先進方法和表征手段，對納米填料應用于重防腐耐磨環氧涂料的發展進行了展望。
　　
　　[關鍵詞]納米填料；分散；含量；環氧涂料；重防腐；耐磨
　　
　　[中圖分類號]TQ323.5；TQ316.6[文獻標識碼]A[文章編號]1001-3660(2008)01-0071-04
　　
　　0引言
　　
　　環氧樹脂涂料具有較高的機械強度和粘結力、尤其對金屬的附著力強，耐化學藥品性和耐油性也很好，特別是耐酸堿性非常好，同時具有易加工改性等特點成為防腐涂料中應用的主要樹脂品種之一[1]。但是由于自身脆性等缺點，通常需要對其進行改性處理。王訓遒等人[2]認為環氧樹脂通過環氧結構改性、橡膠改性、填充無機填料等高性能化后可制成防腐涂料。在大多數使用環境中，通常希望環氧樹脂涂料同時具有強的防腐性和高的耐磨性以及其它性能，尤其是涂層的高耐磨性對保持涂層完整有重要作用，因而對其耐腐蝕性有非常大的影響，所以如何提高涂料的防腐性和耐磨性等性能成為涂料行業的研究熱點之一。其中，添加改性納米填料對綜合提高環氧涂料重防腐能力和耐磨等性能上發揮了顯著作用，因此，在眾多對環氧樹脂的改性的研究中，納米無機填料改性環氧樹脂更容易滿足這一要求而備受關注。在納米粉體改性環氧涂料的過程中，對納米粉進行預分散改性可以使其在涂料中達到良好的分散效果，是保證其對環氧樹脂起到納米改性作用的重要環節。本文分析比較了各種納米填料對環氧樹脂復合材料的性能的影響，希望對提高環氧涂料的防腐蝕性和耐磨性等性能有所啟發，不斷優化涂層性能。
　　
　　1納米填料對環氧樹脂性能的改善
　　
　　由于腐蝕防護所涉及的表面材料的性質由微觀結構所決定，納米技術的出現與應用無疑將給腐蝕控制技術的發展帶來巨大的機遇。研究表明，利用納米技術對有機涂層防腐材料進行改性，可有效提高其綜合性能，特別是增加材料的機械強度、硬度、附著力，提高耐光性、耐老化性、耐候性等[3]。目前研究主要集中在以TiO2、SiO2、Al2O3、碳納米管等納米材料為填料的環氧涂料中。例如研究表明納米SiO2具有比表面積大、表面活性基團多等特點，能較好地與環氧樹脂基體復合，改性作用明顯優于普通SiO2[4]。
　　
　　納米級顆粒與微米級顆粒相比對環氧樹脂各項性能的作用效果有顯著改善。由于納米顆粒的小尺寸效應，其與基體界面粘接作用加強，使得涂層受力時有利于應力傳遞，且納米材料表面嚴重的配位不足，表現出極強活性，進一步促進了樹脂的交聯反應，提高了分子間的鍵力，同時使涂層致密且耐磨性提高。微米顆粒的粒徑較大，可以阻礙復合涂層中高分子鏈段的運動，從而影響涂層的抗沖擊性能[5]。環氧基團在界面上與納米粒子產生遠大于范德華力的作用力，形成非常理想的界面，能起到很好的引發微裂紋、吸收能量的作用。大量的研究結果可以證明這一結論。例如蘭州化學物理研究所的楊保平等[6]比較了分析純的普通TiO2與納米TiO2在相同的工藝條件下制備涂料，測試結果顯示，納米TiO2改性后涂層的結合力、耐鹽霧性、硬度、柔韌性等明顯提高。鄭亞萍等[7]則發現環氧樹脂在填充納米SiO2粒子后，沖擊強度可提高30%，拉伸強度提高1倍。如上所述，納米填料對改善環氧樹脂性能有著重要的作用。但是在實現的過程中，有兩大問題成為研究重點：一個是如何解決納米顆粒在環氧樹脂中的分散問題，另一個是如何選擇納米顆粒填加量的問題。