涂料指涂布于物體表面在一定的條件下能形成薄膜而起保護、裝飾或其他特殊功能(絕緣、防銹、防霉、耐熱等)的一類液體或固體材料。涂料主要分為水性涂料、溶劑型涂料、粉末涂料和高固體分涂料這四類，其中水性涂料是用水作溶劑或者作分散介質(zhì)的涂料，這類涂料的優(yōu)點包括節(jié)省大量資源、降低了對大氣污染、改善了作業(yè)環(huán)境條件、水性涂層附著力強、耐腐蝕性強、防護性好等等，然而在工業(yè)應用上還存在諸多問題需求解決，包括光澤度不高、溫度濕度影響大、儲存穩(wěn)定性差、容易流掛、涂層硬度低等。但隨著綠色環(huán)保理念的持續(xù)深入，監(jiān)管政策的日益嚴格，水性涂料作為現(xiàn)如今涂料行業(yè)的發(fā)展主流，得到快速發(fā)展，行業(yè)規(guī)模穩(wěn)步擴張。據(jù)資料顯示，2023年我國水性涂料行業(yè)市場規(guī)模約為2890億元，同比增長7.9%，全球水性涂料市場復合年增長率為5.13%。 隨著水性涂料的蓬勃發(fā)展，如何解決水性涂料生產(chǎn)和儲存、施工和干燥以及干膜性能，是湖北匯富納米材料股份有限公司孜孜不倦，不斷探索的新命題，通過氣相二氧化硅等氣相納米材料，匯富納米在解決水性涂料顏填料穩(wěn)定性、顏填料沉降、流變控制效果、色彩鮮艷性、附著力、耐腐蝕、耐老化、增強硬度和耐劃傷方面取得一系列研究進展，主要體現(xiàn)在雙組份丙烯酸體系、環(huán)氧體系、雙組份醇酸體系等應用中。 匯富納米研發(fā)人員對氣相二氧化硅（添加量0.93%）在雙組份丙烯酸體系中進行了研究，在耐鹽霧實驗中（圖1），漆膜所處環(huán)境在35℃，50g/L鹽水環(huán)境中，經(jīng)過1000h實驗，親水型和疏水型氣相二氧化硅表現(xiàn)均較好，漆膜表面均無氣泡、脫落和銹蝕情況。 圖1 在增稠觸變實驗中（圖2），親水型氣相二氧化硅的增稠觸變性要優(yōu)于疏水型氣相二氧化硅，在粘度和觸變性提升方面，親水競品≈HL-200＞HB-151＞疏水競品 圖2 在防流掛實驗中（圖3），親水型和疏水型氣相二氧化硅的防流掛性均表現(xiàn)優(yōu)異。 圖3 接下來，匯富納米研發(fā)人員對氣相二氧化硅（添加量0.83%）在環(huán)氧體系應用進行了研究，同樣是在耐鹽霧測試中（圖4），整體表現(xiàn)均較好，實驗樣板漆膜無起泡、無脫落和銹蝕，而空白樣板則明顯起泡，且伴有少量銹蝕痕跡。 圖4 在增稠觸變實驗中（圖5），親水型氣相二氧化硅的增稠觸變性要優(yōu)于疏水型氣相二氧化硅，在粘度和觸變性提升方面， HL-200＞親水競品＞疏水競品≈HB-151。 圖5 在防流掛實驗中（圖6），親水型氣相二氧化硅的抗流掛性要優(yōu)于疏水型氣相二氧化硅。 圖6 在氣相二氧化硅（添加量0.63%）在雙組份醇酸體系耐鹽霧測試中（圖7），親水型和疏水型氣相二氧化硅出現(xiàn)明顯差別，HB-151較好、疏水競品輕微起泡，其余樣板均起泡嚴重，耐鹽霧性能較差 圖7 在增稠觸變實驗中（圖8），在粘度和觸變性提升方面，根據(jù)最終測試數(shù)據(jù)和圖表信息，發(fā)現(xiàn)HL-200＞疏水競品＞親水競品＞HB-151。 圖8 在防流掛實驗中（圖9），通過觀察漆膜流掛現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)HL-200與親水競品防流掛性相近，HB-151要弱于疏水競品。 圖9 通過親水型氣相二氧化硅和疏水型氣相二氧化硅在雙組份丙烯酸體系、環(huán)氧體系、雙組份醇酸體系等水性涂料中的實驗探究，匯富納米研究人員發(fā)現(xiàn)不同體系中氣相二氧化硅的最佳添加量會產(chǎn)生差異，親疏水性會對不同體系的增稠觸變性、耐鹽霧和防流掛性實驗產(chǎn)生影響，因此在實際應用中要綜合比較并提前進行相關(guān)實驗驗證，才能確保氣相二氧化硅能夠發(fā)揮最大效用。