摘 要

随着人类对生态环境的更加重视，“涂料无机化”在世界范围内发展趋势越来越快，无机涂料的研制和发展也便引起了人们的关注。本文制备出高模数硅酸钾并进行改性，随之与纳米氧化物进行复合，制备出环保型高性能陶瓷涂层材料。

为了得到性能较好的高模数硅酸钾，实验主要探讨了温度的影响，最终得到在50℃的温度下其他条件不变的情况下能得到性能较优的高模数硅酸钾。对于富锌涂料法测试高模数硅酸钾的各个性能，本实验探讨了基板表面处理，搅拌时间，锌粉目数以及含量等对富锌涂料性能的影响。最终得出富锌涂料的制备方法为：将5%的苯丙乳液加入到高模数硅酸钾中，再加入600目锌粉并保证锌粉含量，搅拌时间为1.5h，之后对铁片进行打磨处理，最终可得到性能较好的富锌涂料。

沉淀法制备纳米氧化锆，考虑对其分散，颗粒大小均匀性的影响因素，得到在ZrOCl₂·8H₂O溶液浓度为0.1mol/L，PH值控制为9，聚乙二醇的质量分数为1.5%时可得到颗粒大小均匀，分散性较好的纳米氧化锆。沉淀法制备纳米四氧化三铁，实验得PH值控制在9可得到磁性较强，分散性较好的纳米四氧化三铁。沉淀法制备纳米氧化铝，在最后干燥温度控制在150左右可得到氧化铝。

利用高模数硅酸钾为基料，向其中加入20%的硅丙微乳液，在加入各个纳米氧化物，以得到耐冲击性，附着力较好的纳米陶瓷涂料。

关键词：无机，硅酸钾，纳米氧化物，涂料

Abstract

With more emphasis on the human ecological environment, the trend of "inorganic coating" development is faster and faster, research and development of inorganic coatings also has aroused people's attention in the world. In This article,we can produce the high modulus potassium silicate and modify it, which can combine with the nano-composite oxides,and then manufacture the environmentally friendly high-performance ceramic coating material.

In order to obtain the high modulus potassium silicate that have the high transparency, good dispersion and Long placement, the experiment focuses on the influence of temperature, ultimately at a temperature of 50 ℃ and other conditions remain unchanged, high modulus potassium silicate that have better performance can be obtained.Using zinc-rich coating method to test each performance of high modulus potassium silicate, the present study investigate the influence of treatment of substrate surface, stirred time, mesh and zinc content to the zinc-rich paint. Through experiments,we can produce the optimum preparation of zinc-rich paint. 5% acrylic emulsion plus into the high modulus potassium silicate solution, and then choosen 600 mesh spherical zinc powder was added into the solution and ensure its content,the mixing time should control in 1h ~ 2h and then carry out on the substrate polishing processing, finally the zinc-rich paint of superior performance can be obtained.

Preparing nano-zirconia by precipitation , we should consider the influencing of its dispersion, particle size uniformity ,when in the condition that ZrOCl₂ • 8H₂O concentration was 0.1mol / L, PH is 9, the mass fraction of polyethylene glycol is 1.5% ,we can get the nano-zirconi that have uniform particle size, better dispersion . Preparing nano-iron oxide by precipitation , When PH control at 9, the nano-iron oxide of available magnetic strongand good dispersion can be obtained.when Preparating of nano-alumina by precipitation, the final drying temperature should controlle at about 150 .

Using the high modulus potassium silicate as the based materials, plusing the 20% silicone-acrylic microemulsion, and then adding various nano-oxides into the solution , the nano-ceramic coating that have the perfect impact resistance and good adhesion can be obtained .

Keywords:inorganic,potissium silicate,nano oxide，coating

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 5

1.1引言 5

1.2水玻璃无机涂料 6

1.2.1水玻璃的种类及特性 6

1.2.2水玻璃的物化特性 7

1.2.3无机涂料硅酸盐基料的选择 7

1.3纳米复合涂料 8

1.3.1纳米复合涂料的研究现状与发展 8

1.3.2纳米材料在涂料中的应用 9

1.4本文的研究意义及主要研究内容 8

第2章 实验用原材料、设备及方法 11

2.1试验药品及仪器准备 11

2.1.1实验用药品 11

2.1.2实验仪器与测试设备 11

2.2高模数硅酸钾的制备及测试 12

2.2.1高模数硅酸钾的制备方法 12

2.2.2富锌涂料法测试其性能 13

2.3纳米氧化物的制备及分析 15

2.4硅酸钾基纳米陶瓷材料的制备及测试 15

第3章 硅酸盐基纳米陶瓷材料的制备 17

3.1高模数硅酸钾溶液 17

3.1.1高模数硅酸钾溶液合成方法的选择 17

3.1.2温度对硅酸钾溶液的影响 18

3.1.3富锌涂料的合成及性能影响因素 18

3.2纳米氧化物 19

3.2.1纳米氧化物制备方法选择 19

3.2.2纳米氧化锆的制备 19

3.2.3纳米四氧化三铁的制备 23

3.2.4纳米氧化铝的制备 24

3.3硅酸盐基纳米陶瓷涂料 25

3.3.1纳米陶瓷涂料的合成 25

3.3.2有机成膜物质的添加量对有机-无机复合涂料性能的影响 26

3.3.3硅酸钾基纳米陶瓷涂料 26

3.4本章小结 27

第4章 结论 29

参考文献 30

致谢 32

第1章 绪论

1.1引言

近年来，随着社会科学研究的不断进步与创新，环境问题逐渐成为人类在生存发展中所面临的较为严峻的问题，保护环境及生态越来越受人类的重视。对于涂料而言，其是一个特殊的原料密集型的制造产业，尤其目前制造的大部分有机涂料一般都是用一些对人体和环境有害物质作为原料，在生产制备过程中会释放出有毒有害的物质，甚至在施工完成的好长一段时间后仍会释放。对于部分有机涂料达到使用寿命以后处理起来也相对较麻烦，有时甚至会对环境产生二次污染。

相对于有机涂料，无机涂料的发展也逐渐引起人类的关注，人们将目光更多的投射到无机涂料的研制开发上面来^【1】。