1·3涂料制備
　　
　　將潤濕劑、分散劑、消泡劑、防沉劑、防閃銹劑、防銹顏填料加入容器內,高速分散使細度小于40μm,然后將轉速調至1000r/min,加入空心微珠,攪拌20min后調至500r/min以下,再加入成膜助劑、防凍劑、pH調節劑、乳液、流變助劑及增稠劑,充分混合均勻并調好黏度,過濾出料即得隔熱防腐涂料。
　　
　　1·4性能測試及表征
　　
　　1.4.1常規性能測試
　　
　　把制得的涂料按照GB/T1727-1992制膜,常溫干燥7天后按照相應國標測試各項指標,具體見表1。
　　
　　1.4.2隔熱性能測試
　　
　　目前國內尚未設定統一的涂膜隔熱能力測試標準,參照1976年美國軍標MIL-E-46136提供的測試標準,并借鑒國內科研單位的測試方法[3-6],自制出了隔熱測試儀對所制備的產品進行阻隔隔熱能力測試,隔熱測試儀如圖1所示。

圖1

    2結果與討論
　　
　　2·1納米氧化鋯漿料對涂層影響的機理分析
　　
　　納米氧化鋯具備特殊的光學特性,對紫外長波、中波及紅外線反射率高達85%以上。涂層干燥后,納米粒子緊密填充涂層之間的空隙,形成完整的空氣隔熱層,并且其自身低導熱系數能迫使熱量在涂層中的傳遞時間變長,使得涂層也具有較低的導熱系數,從而可以提高涂層的隔熱性能。
　　
　　同時,納米氧化鋯表面嚴重配位不足、欠氧等特點,表現出極強的活性,易與高分子樹脂乳液、顏填料表面的氧起鍵合作用,從而增強水性樹脂高分子間的作用力,提高顏填料在樹脂中的分散性;另一方面,納米粒子的比表面積大和小尺寸效應,使其具有比一般顏填料更好的填充性和流動性,可以改善涂膜的自潔性,增強漆膜致密性,有效的阻止腐蝕介質對基材的侵蝕作用。并且納米氧化鋯特有的空間網狀結構,表面存在大量不飽和殘鍵和不同鍵合狀態的羥基,可與涂料體系產生良好的親和性,從而改善涂料的懸浮穩定性。
　　
　　2·2納米氧化鋯漿料粒徑分布圖
　　
　　納米粒子能否在干燥漆膜中發揮作用以及發揮作用的大小,關鍵是看其能否在涂料制備過程中有效的分散。而納米材料自身特性決定了不能把它的粉體直接添加到配方中,目前多采用將所選用的納米粒子制備成納米漿料,再把納米漿料添加到配方中來制備納米復合涂料,本實驗選用的水性納米氧化鋯漿料(固含量25%左右)的粒徑分布如圖2所示。

圖2 

    由圖2可以看到,所選用的水性納米氧化鋯漿料大部分粒子存在狀態為納米級,平均粒徑為60nm左右,180nm左右有一個小峰,說明里邊有少量團聚體存在。
　　
　　2·3納米氧化鋯漿料對涂料隔熱性能影響
　　
　　利用納米氧化鋯特殊的光學特性和低導熱系數,把它作為隔熱填料。使用自制的仿真涂層反射隔熱測試儀,測定添加不同量的納米氧化鋯漿料(按固含)后涂料的隔熱效果,其中納米氧化鋯的用量是按納米氧化鎬粉體質量占整個涂料體系的質量進行計算結果如圖3所示。

圖3 

    由圖3可以看出,隨著氧化鋯含量增加,模腔內部溫度隨之下降,隔熱性能越來越好,但繼續添加漿料會引起納米粒子的聚集,分散越來越困難,添加量為6‰時涂層模腔溫度上升,隔熱降溫效果變差。說明隨著納米氧化鋯含量的增加,由于納米粒子的聚集作用,影響了反射顏填料的分布狀態,使漆膜散射的比表面積減少,散射效率降低,故隔熱效果逐漸變差。納米氧化鋯漿料的添加量為配方質量的4·5‰左右比較合適。
　　
　　2·4納米氧化鋯漿料對涂料耐沾污性能影響
　　
　　納米粒子的小尺寸效應,使其具有比一般顏填料更好的填充性和流動性,可以改善涂膜的自潔性。添加不同量的納米氧化鋯漿料對涂層耐沾污性(5次循環)反射系數下降率(%)的影響,如圖4所示。

圖4 

    由圖4知,在添加量較少時,納米粒子還不足以對基料以及顏填料之間產生的空隙進行有效的填充,對漆膜的平整度只有一定的提高,耐沾污性效果還不是特別明顯;添加適量的納米氧化鋯漿料后使得到的漆膜基料和顏填料之間緊密相連,漆膜更加致密、堅實,可減少大氣灰塵的吸附,提高涂料的耐沾污性;當添加量超過一定值后,部分納米粒子之間發生團聚,不僅會影響其自身填充性和流動性,還會影響基料和其它顏填料在漆膜中的分布狀態,導致漆膜致密性下降。當納米氧化鋯漿料添加量為4·5‰時,涂層的耐沾污性能較好。
　　
　　2·5納米漿料添加量對涂層防腐性能的影響
　　
　　涂膜的防腐性能與漆膜的致密性密切相關,納米材料的引入,勢必會影響到漆膜的致密性,進而影響漆膜的防腐性能。添加不同量納米氧化鋯漿料對涂料防腐性能的影響如表1所示。確

表1涂料性能測試項目及對應國標

    由表1測試結果分析,添加適量納米漿料對漆膜的防腐性能有一定的提高,在添加量較少時,納米粒子還不足以填充基料與顏填料之間產生的空隙,防腐效果的提高并不明顯;隨著添加量的增加,其表面效應和小尺寸效應逐漸發揮它的優勢,使得到的漆膜基料和顏填料之間緊密相連,結構更加致密、堅實,有效地延緩了腐蝕介質向基材的滲透。納米粒子的添加量并不是越多越好,當添加量過多的時候,會使部分納米粒子之間發生團聚,不僅起不到改善漆膜的目的,反而會降低漆膜的致密性,導致涂層的防腐蝕性能下降。納米漿料的添加量為4·5‰時,涂層的防腐蝕性能較好。
　　
　　2·6涂料太陽光反射比及半球發射率測試