纳米纳米12.11

1、教学单位 生物化学系 存档编号 本科毕业论文（设计） 题 目 纳米二氧化硅的制备及其在涂料化学中的应用 学生姓名 学生学号 专业名称 指导教师 2015年12月11日目录 摘要I关键词IAbstractIIKeywordsII1绪论11.1 纳米科学与纳米材料11.2 纳米粒子的性质纳米材料由纳米粒子组成。21.3 纳米氧化硅的性质21.4纳米二氧化硅的几种制备方法32实验部分62.1试剂和实验设备62.2试验方法72.3纳米二氧化硅的表征73结果和讨论83.1沉淀的形成过程83.2样品的形貌分析和BET分析83.3 XRD分析93.4差热分析93.5红外分析103.6影响生成纳米二氧化硅沉淀

2、的因素103.7本节小结134 纳米二氧化硅在涂料化学的应用在涂料中的应用134.1国外的应用现状144.2国内的应用现状155 结语15参考文献15致 谢16湖北工程学院新技术学院生物化学系本科毕业论文纳米二氧化硅的制备及其在涂料化学中的应用摘要：随着纳米技术的不断发展进步，与纳米材料有关的科学理论也取得了不断的进步。其中的纳米二氧化硅的应用范围日益广泛,如何制备纳米二氧化硅的方法不也在不断创新。笔者在本文中通过对如何制备纳米二氧化硅作了探讨,并且在纳米二氧化硅在涂料化学的应用做了研究。纳米二氧化硅由于具备三维网状的结构特性，因此纳米二氧化硅的比表面积十分庞大，因此活性很大，这可以使得涂料在

3、干燥的过程中产生网状的结构特征，这提高了涂料的光洁程度、强性、颜色的持久性。因此，我们在涂料中，可以通过添加纳米二氧化硅，来提高涂料的以下性能，即：施工性、触变性、防流性、抗沾污性、自清洁能力和附着力。本文主要分析的是亲油性纳米二氧化硅在聚酯涂料中的应用。关键词: 纳米二氧化硅；制备；涂料化学；应用 Preparation of nano-silica and its application in paint chemistryAbstract：With the continuous development and progress of nanotechnology and Nano mat

4、erial science theory also made constant progress. Wherein the Nano-silica increasingly wide range of applications, the method is not how to prepare Nano-silica are innovative. In this article the author through how to prepare Nano-silica were discussed, and Nano silica coating applied chemistry to d

5、o the research. Since the three-dimensional network of Nano-silica with structural characteristics, thus Nano silica very large specific surface area, and therefore the activity is large, which may cause the paint to produce structural features of the mesh in the drying process, which improves the c

6、oating smooth level, strong resistance, color durability? Therefore, we in the paint, you can add Nano-silica to improve the following properties of the coating, namely: construction, tropic, anti-flow resistance, stain resistance, self-cleaning ability and adhesion. This paper analyzes the liposuct

7、ion Nano-silica used in polyester coatings.Keywords: Nano-silica； preparation； chemical coating； applicationII1绪论1.1 纳米科学与纳米材料纳米材料科学的研究对象是介于1到100 纳米范围内物质，并对这些物质表现出的特性进行研究的科学。我们常说的纳米技术是一种新型学科技术，主要利用原子和分子的结构特性以及原子分子的作用原理，并在纳米尺度上通过操纵分子、原子、电子来制造具有特性的产品。1980年以后，纳米科技得到了快速发展，不仅是是础物理学科的延伸，也不仅是当代高科技的产物，更是两者的

8、交叉与结晶。纳米科技的理论基础是物理、化学的相关微观研究理论，采用当代精密仪器进行分析。其中纳米材料主要分为以下几种，即：纳米金属材料、纳米无机材料、纳米半导体材料以及纳米聚合物材料等。纳米材料的结构特点有以下几点：第一，纳米材料的结构维度在1到100 纳米范围内；第二，纳米材料的界面以及自由表面极大；第三，纳米材料的各单元之间存在着不同程度的相互作用。因为纳米二氧化硅的材料尺度介于宏观物体和原子簇的临界区，所以产生了一下效应，即：量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效应，并且具备以下几种特有性能即：电学性能、磁学性能、光学性能、吸附性能、催化以及生物活性等。例如二氧化硅的绝缘性十

9、分优良，但是在 20纳米之下 具有导电性能。纳米颗粒材料在1970产生，从1985年纳米块体材料产生，并成为成为了凝聚态物理和材料科学研究的前沿和热点。根据对纳米材料的研究阶段，可划分为以下三个层次：（1）20世纪90年代，纳米材料的研究主要内容为，纳米颗粒粉体以及合成块体的各种制备方法，纳米材料表征的评估方法，在此基础上针对纳米材料的特殊性能进行探索。关于这方面的研究在 1980年以后形成了热门研究话题。但是，当时研究的材料比较单一。（2）20世纪90年代中期， 学者研究的主要方向是利用纳米材料特有的性能，在此基础上，进行纳米复合材料的设计。在这一层次，学者研究的主导方向为如何合成纳米复合材

10、料。（3）20世纪90年代到目前，在这一层次，人们越来越多的关注纳米组装体系、人工组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系等。纳米组装材料体系的基本内涵主要是在1维、2维或者3维空间内，利用纳米颗粒和纳米颗粒组成的纳米丝或者纳米管组建成纳米结构体系，其中主要包括以下几种体系，即：薄膜镶嵌体系、纳米阵列体系、介孔组装体系等。其中前两个层次具有某些随机性，第三个层次的特点更具有针对性、创新性。如今，人们不断的拓宽了纳米材料的研究范围，其含意不仅包括组装体系，还包括微粒实体的组元，这使得纳米结构材料的研究内容更加多样化。这是多种学科相互交叉并延伸形成的新研究领域，这为材料的合成提供了新的研究方向。1

11、.2 纳米粒子的性质纳米材料由纳米粒子组成。纳米粒子的维度范围为尺寸介于 1到100 纳米，纳米粒子处于宏观物体和原子簇的临界区域。根据微观和宏观的纳米粒子观点，纳米粒子的系统属于典型的介观系统，这种系统具有以下3种特殊效应和许多特性。1.2.1 表面效应纳米粒子的直径介于1至100纳米，这使得表面原子的数量、表面积以及表面能大量增加。其主要原因是因为以下三点：1.处于表面的原子数较多；2.表面原子的晶体场环境；3.不同的结合能与内部原子。1.2.2 体积效应随着物体粒子体积的减小，将导致以下情况的发生，其一，与体积密切相关的性质会发生变化，例如半导体电子自由程变小，磁体的磁区变小等，但物质本

12、身的性质不会发生变化；其二，物质本身的性质也产生了变化，其原因在于纳米粒子的组成是原子和分子，粒子体积的减小改变了原来物质的属性。1.2.3 量子尺寸效应量子尺寸效应是指，随着纳米粒子尺寸的下降，位于费米能级附近的电子能级由连续能级变为分立能级的现象。量子尺寸效应使纳米粒子具备了光学非线形、光催化、特异催化性等特性。1.2.4 宏观量子隧道效应隧道效应是指微观粒子所特有的贯穿势垒能力的效应。1994年到现在，学者们在研究过程中发现了部分宏观量，如微粒的量子相干器件中的磁通量、磁化强度等具有隧道效应，可以穿越宏观体系的势垒而产生某些变化，这种现象被称为宏观量子隧道效应。1.3 纳米氧化硅的性质1

13、.3.1. 基本物性 纳米二氧化硅为一种无味、无毒、无污染的无定型白色粉末，属于无机非金属材料。学者们利用透射电子显微镜对纳米二氧化硅进行了测试分析，发现纳米二氧化硅是一种类似絮状或者网状的准颗粒型结构，米二氧化硅的颗粒尺寸比较小，导致其比表面积很大。工业上用到的纳米二氧化硅又称“白炭黑”，属于超微型细粉体，其质量很轻，原始粒径 小于0.3 微米，相对密度介于 2.3到2.6之间，吸潮后可以形成聚合细颗粒，白炭黑的熔点为 1750。1.3.2 光学特性 纳米二氧化硅的微粒维度介于1到100纳米，根据表面界面效应和小尺寸效应，纳米二氧化硅具有特殊的光学特性。根据美国的沃瑞安公司Cary-5E分光

14、光谱仪，学者对纳米二氧化硅材料进行了取样测试，研究如下：波长波段反射率200280 nm紫外光短波段70%80%280300 nm紫外中波段80%以上300800 nm紫外长波段85%以上8001300 nm近红外光7080%1.3.3 化学特性 纳米二氧化硅由于具有量子隧道效应和体积效应，使纳米二氧化硅具备渗透作用，这种作用可以深入到达高分子化合物的键，并且与高分子化合物的电子云进行重叠，从而形成了一种空间的网状结构形态，这使得高分子材料的耐老化度、韧度 、耐磨度和强度等得以大量提升。正是这个原因，学长往往选择用纳米二氧化硅对塑料或者涂料进行改性设计，进而全面提升有机高分子材料的综合性能。1

15、.4纳米二氧化硅的几种制备方法纳米技术发展到现在，纳米二氧化硅常见的生产方法可以归纳为两种，即：干法和湿法。其中的干法制备纳米二氧化硅主要为电弧法和气相法，湿法制备纳米二氧化硅有以下几种，即：溶微乳液法、超重力反应法、胶-凝胶法、沉淀法和水热合成法。1.4.1 气相法利用气相法制备纳米二氧化硅采用的原料为四氯化硅，条件为氢氧气流，高温。四氯化硅气体通过水解生成烟雾状的二氧化硅。第一步2H2+ O2 2H2O第二步SiCl4+ 2H2O SiO2+4HCl2第三步H2+ O2+SiCl4SiO2+4HCl利用气相法制备纳米二氧化硅的优点在于以下几点：纳米二氧化硅的纯度高，表面羟基少，所以，用这种

16、方式制备出的纳米二氧化硅补强性能好。这种方式的缺点在于：成本高，能耗高，制备程序复杂。1.4.2 沉淀法利用沉淀法制备纳米二氧化硅是利用硅酸盐，通过酸化硅酸盐，沉淀出二氧化硅晶体。第一步Na2SiO3+HCl H2SO3+NaCl第二步H2SO3SiO2+ H2O利用沉淀法制备纳米二氧化硅的优点在于：成本低，过程易操作，但是质量不够理想。目前，利用沉淀法制备纳米二氧化硅的环境可以大致分为以下几种：制备方式特点有机溶剂高分散性能二氧化硅酸化剂与硅酸盐水溶液反应，沉降物经分离、干燥成本低碱金属硅酸盐与无机酸混和形成二氧化硅水溶胶，再转变为凝胶颗粒程序复杂水玻璃的碳酸化易于操作喷雾造粒制备边缘平滑非

17、球形二氧化硅设备要求高通过沉淀法制备纳米二氧化硅，根据不同方法所采用介质、配比、反应条件，可以产生相应的不同性能的纳米二氧化硅。1.4.3 sol-gel 法通过so-gel 方式制备纳米二氧化硅，这种制备方式自90年达以来发展至今，已经成为了制备纳米二氧化硅的重要方式。该方式主要利用金属醇盐或者无机盐，通过水解缩聚，逐渐凝胶化，最后经过陈化、干燥处理，生产处纳米二氧化硅。sol-gel法起源于年左右，埃布乐曼 和 葛茹哈姆 在研究中发现这么一个现象，即：正硅酸四乙酯在酸性条件下，可以产生玻璃态的二氧化硅，随着研究的深入，到年左右，美国学者罗伊等通过研究进一步发现，通过so-gel 方式制备的

18、二氧化硅具有很高的化学均匀性，并且通过so-gel 方式研究出了含有 铝、硅、钛等金属氧化物的新型复合陶瓷；著名纳米学者斯陶伯等人通过大量研究发现，可以用氨作为正硅酸四乙酯水解反应的催化剂，并且还可以在此过程中控制纳米二氧化硅粒子的形状以及粒径大小；美国学者欧我不瑞克等在他们的研究过程中发现，如果在短时间内完成粒子的成核反应，然后在非过饱和的情况下，就可以生长并得到单分散形态的二氧化硅胶粒。so-gel 法制备纳米二氧化硅的优点在于，在二氧化硅合成的早期，我们就通过各种措施达到控制二氧化硅形态、结构的目的。由于sol-gel 法制备纳米二氧化硅的反应温度低，因此可以生成亚稳态形式的化合物，这种

19、化合物除了具有粒子均匀度高、纳米粒子的晶型等特点外，而且粒度可控、纯度高，制备的程序过程容易操作控制。利用相同的原料，通过改变生产中的工艺过程即可获得性质各异的二氧化硅。so-gel 法制备纳米二氧化硅的的原料与沉淀法没有差别，只是二氧化硅形成凝胶状态，经过干燥、脱水最终生产出二氧化硅，能耗较低，不足之处是工艺复杂，成本偏高。1.4.4 水热合成法通过水热合成法制备纳米二氧化硅是在高温、高压的情况下，在水溶液或蒸汽等流体中进行制备纳米二氧化硅的一种工艺方式，这种方式在水溶液或蒸汽等流体中为前驱物的反应以及结晶提供了适宜的反应环境。二氧化硅粉体的形成首先进行溶解，然后通过结晶生产纳米二氧化硅粉体

20、。这种合成方式中，反应物质的成分，反应溶液的酸碱度，反应过程中温度及压力，反应时间等的不同会对生成的纳米二氧化硅的纯相以及颗粒大小产生影响。水热合成法制备纳米二氧化硅的优点为以下几点，即：二氧化硅粒子具有高纯度、晶型好、分散性，缺点在于：工艺复杂，设备高端，能耗相比其他制备方式偏大。1.4.5 超重力反应法通过超重力反应法制备纳米二氧化硅，是指利用旋转填充床技术，通过利用强大的离心力产生超重力的环境，在超重力的环境下极大的提高气液流速以及反应物质的比表面积。反应液体在这种情况下通过与气体在弯曲孔道以很大的相对速度进行了逆向接触，这种情况下传质过程得以极大强化，各种形式的分子间的扩散和传质过程相

21、比平常情况下要快，通过极大的剪切力作用将液体撕裂，形成纳米维度，并可以导致相间传质的速率相对于传统的塔器，可以提高 个数量级左右，强化了传质过程和微观混合的程度。超重力反应法制备纳米二氧化硅的关键设备是超重机，可以通过轴承连结上部的另一结构：电机相，在电机带动的带动下，达到很高的旋转速度，进而达到较高的离心加速度。超重力反应法制备纳米二氧化硅的优点在于：效率高二氧化硅粒度小、粒径均匀等。1.4.6 微乳液反应法通过微乳液法制备纳米二氧化硅，是一种比较新兴的制备手段。首先，在特殊的沉淀剂内，金属盐可以形成一种微乳状液的形态，其次，通过在微区内，对胶粒的成核以及生长进行控制，在热处理的过程中生产纳

22、米二氧化硅。在这些过程中，由于二氧化硅粒子的形成过程，其空间被限定在一定的范围内，所以纳米二氧化硅的结构特征和组成形式都会产生相应的变化，正是这个原因，导致调控纳米二氧化硅的特性变成了可能。微乳液法制备纳米二氧化硅的优势为：操作简单，设备容易；纳米二氧化硅的粒径可控；可以大量生产。2实验部分2.1试剂和实验设备本实验所用到的部分试剂和相应的纯度以及生产厂家列于表2.1中。表2.1实验试剂实验试剂纯度生产厂家水玻璃工业纯哈尔冰振广涂料厂乙酸乙酯分析纯天津市四通化工厂聚乙二醇分析纯天津天泰精细化学品公司碳酸铵分析纯上海思维化工有限公司表2.2 实验设备实验设备生产厂家电动搅拌机6511型上海标本模

23、型厂TDA-8002恒温水浴锅河北省黄骅航天仪器厂FA2004电子分析天平上海天平仪器厂SHZ-D循环水式真空泵巩义市裕华仪器厂2.2试验方法在40摄氏度条件下，将稀释后的水玻璃溶液与乙酸乙酷按一定的比例搅拌混合，随着乙酸乙酷水解反应进行，生成的乙酸引发硅酸盐聚合反应形成硅溶胶，加入非离子表面活性剂，经凝聚转化为絮状沉淀。继续搅拌一定时间，加入一定量的去离子水，搅拌成牛乳状，陈化8小时，以稀碳酸按溶液洗涤数次，真空抽滤，100干燥，最后置于马弗炉500焙烧1h，得到白色轻质的纳米二氧化硅粉末。具体的实验流程如下：:图1 实验流程图2.3纳米二氧化硅的表征2.3.1.X射线衍射分析本实验使用丹东

24、产Y500型X射线衍射仪进行晶形结构分析，衍射条件为:Cu靶，Ka辐射(=0.15418nm)，管压为30kV，管流20mA。2.3.2.差热分析采用上海精密仪器有限公司生产的CRY-32P型差热分析仪进行差热分析。2.3.3.红外光谱分析采用美国Nicolet公司产FT型红外光谱仪测试样品的红外吸收光谱。制样采用KBr压片。2.3.4.电镜分析采用班TAC班S-670型扫描电子显微镜和JEOLJEM-120OEX型透射电子显微镜，进行样品的表面形貌、团聚情况及粒子的大小的分析。2.3.5.BET分析采用100CX库尔特吸附仪低温液氮吸附测定样品的比表面积。3结果和讨论3.1沉淀的形成过程在水

25、玻璃溶液中，二氧化硅以单态、低聚态和高聚态硅酸根离子形式存在。在一定条件下，各种形式的硅酸根离子间存在一定的平衡关系。体系的温度、碱度和纳米二氧化硅浓度的改变都将影响这种平衡，从而影响各组分的含量。当向水玻璃溶液中加入乙酸乙醋时，乙酸乙酷在碱性条件下发生水解反应，使体系的碱度降低并从而诱发硅酸根的聚合反应，使体系中以胶态粒子形式存在的高聚态硅酸根离子粒径不断增大，进而沉淀析出。具体的反应方程如下:CHCOOC2H5-CH3COOH+C2H5OHNa2SiO3+CH3COOH-H2SiO3+CH3COONaH2SiO3-SiO2+H2O3.2样品的形貌分析和BET分析由图2的TEM照片可知，制备

26、的纳米二氧化硅的粒径在40nm左右，颗粒大小均匀，近似球形，采用BET法测得的比表面积为137m2/g。图2. 二氧化硅粉末的TEM照片3.3 XRD分析用沉淀法制得的纳米二氧化硅经过500摄氏度焙烧后，进行XRD分析，其结果如图3所示，说明该纳米二氧化硅粉末属于无定形结构。图3. 500摄氏度焙烧的二氧化硅粉末的XRD谱图3.4差热分析图4是纳米二氧化硅2样品的差热曲线，由曲线知，80左右出现一个小吸热峰，应该是纳米二氧化硅吸附水分子蒸发所致；在228和36O.C左右出现两个放热峰，说明是分散剂和有机物分解所致，500以后，曲线基本不再变化。图4 二氧化硅粉末是差热曲线3.5红外分析在美国N

27、icolet公司产FTIR型红外光谱仪测试样品的红外吸收光谱，测量了经500热处理的纳米二氧化硅2样品的红外吸收光谱，如图5所示。这些峰值与二氧化硅的标准图谱相一致。没有发现热处理温度对样品的峰形和峰位产生明显的影响。图5 二氧化硅粉末的红外谱图3.6影响生成纳米二氧化硅沉淀的因素3.6.1水玻璃浓度的影响调节水玻璃的浓度是均相沉淀反应的关键步骤，以反应前单位体积溶液含有纳米二氧化硅的质量来表示水玻璃的浓度，实验证明，当m<0.073时反应时间较长，体系形成溶胶，并最终生成凝胶，当m>0.13时，反应时间短，很快出现大块青色胶状沉淀，在m=0.11左右时反应过程为先生成青色溶胶，然

28、后逐渐变为白色浑浊，进而以白色絮状沉淀析出。由图6可知，当m<0.11时，随着m的增大颗粒粒径变小；由图7可知，随着m的增大颗粒比表面积逐渐变大，当m=0.11时粉末的比表面积为137m2/g，达到最大值，而随着m的进一步增大，比表面积又迅速变小。 图6 水玻璃浓度对粒径的影响 图7 水玻璃浓度对比表面积的影响由上图数据可知，水玻璃的浓度对纳米二氧化硅的结构影响很大。当反应物浓度高时，沉淀生成的速率大于沉淀长大的速率，但水玻璃浓度太大时，会很快形成大量的很小的二氧化硅溶胶粒子，它们很容易堆积在一起，并且紧密结合，形成凝胶。但若浓度过小，沉淀长大的速率远远大于沉淀的生成速率，也就得不到沉淀

29、了。因而，在二氧化硅的制备过程中存在着一个最佳的浓度。3.6.2乙酸乙醋用量的影响以乙酸乙酷和水玻璃溶液中所含纳米二氧化硅的摩尔比n表示乙酸乙酷的用量，反应温度为40时，乙酸乙酷用量与沉淀时间t的关系见图8。图8 乙酸乙酯用量与沉淀时间的关系由图可以看出，当n<0.9时，t随n的增大基本呈线性减小；当n>1.0时，t基本保持不变；在n在0.9-1.0时出现转折点，此处对应于该温度下乙酸乙酷在水玻璃溶液中的溶解度。这是因为当n<0.9时，增加乙酸乙酷用量，也就增大了其在水相中的浓度，从而使水解速率加快，体系的pH值降低速率增加，所以t相应减少；当n>1.0时，乙酸乙酷用量

30、己超过其在水玻璃溶液中的解度，增加乙酸乙酷用量并不能提高它在水相中的浓度，因而乙酸乙酷水解速率基本保持恒定，体系pH值降低的速率并不随乙酸乙酷用量的增大而加快，所以t基本保持不变。由图9可知，当n<0.80时，随着n的增大颗粒粒径变小，当n=0.80时粉末的平均粒径为40nm，达到最小值，而随着乙酸乙酯用量的进一步增大，粒径又开始变大。由图10可知，随着n的增大颗粒比表面积逐渐变大，当m=0.80时粉末的比表面积为137m2/g，达到最大值，而随着n的进一步增大，比表面积进一步减小。 图2.9 乙酸乙酯用量对粒径的影响 图2.10 乙酸乙酯用量对比表面积的影响3.6.3反应温度的影响由反

31、应动力学可知，提高反应温度可以增大反应的速率，本实验也是如此。随着反应温度的升高，生成沉淀的时间逐渐缩短，这是因为升高反应温度一方面使乙酸乙酷水解反应常数增大，反应速率加快，体系pH值降低加快；另一方面使聚合态硅酸根离子和沉淀粒子的布朗运动加速，从而使质点间碰撞的频率增大，温度对沉淀的影响主要是对溶液的pH值的影响。经过反复的实验，在反应温度太低时，反应速率很慢，不适用工业化生产的要求；反之，当反应温度过高时，溶液体系pH值迅速降低，导致聚合反应加速，沉淀迅速向溶胶或凝胶过渡。当反应温度在3050时，沉淀分散性较好，状态最佳，本实验选择的反应温度是40。3.6.4表面活性剂的影响表面活性剂一方

32、面可以使沉淀颗粒被包裹和分散，在干燥和锻烧过程中防止无定型二氧化硅的团聚，另一方面可以防止沉淀过程中硅酸凝胶的形成，从而得到细腻的沉淀。但表面活性剂对粒子也有着交联作用，促使粒子形成有序的网络结构。当表面活性剂的浓度较低时，不能将纳米二氧化硅的一次粒子完全包住，也就不能有效地阻止一次粒子的生长，造成团聚。当表面活性剂的浓度较大时，一次粒子周围包覆的表面活性剂太多，促进了一次粒子堆积和再连接，形成了比较大的簇团结构，同时在焙烧时表面活性剂的去除也变得困难，制取的纳米二氧化硅比表面积较低，质量也较差。不同的表面活性剂对沉淀也有很大的影响。3.6.5陈化时间的影响根据陈化理论，在一个多分散的溶胶系统

33、里，随着小粒子溶解而大粒子进一步增长，直到系统里大小粒子溶解度接近时为止。陈化，实际上使系统里的絮胶粒子均匀化并有助于排除沉淀中夹带的杂质。试验表明，陈化是非常重要的，没有陈化过程或陈化条件选择不当使得不到品质较好的产品。3.6.6热处理的影响加入非离子或阳离子表面活性剂，可以防止硅酸凝胶的形成，从而得到白色细腻的硅酸沉淀，沉淀颗粒被表面活性剂包覆和分散，在烘干和灼烧过程中，可以防止无定形二氧化硅沉淀颗粒的团聚。但是经测试分析表明，未烧去表面活性剂的二氧化硅沉淀粉末的比表面积远小于己经热处理过的二氧化硅的比表面积。若要得到较纯净的、高比表面积的纳米二氧化硅，使用前必须将表面活性剂除去。纳米二氧

34、化硅的比表面积和颗粒度与热处理的温度有着密切的关系，因此控制热处理条件也是制备理想纳米二氧化硅的关键。3.7本节小结1.以水玻璃和乙酸乙醋为原料，以聚乙二醇为分散剂，用沉淀法制得的纳米二氧化硅粉体近似呈球形，表面带蜂窝状微孔。2.水玻璃浓度对沉淀的形成起重要作用，对粒径和比表面积都有影响，在水玻璃浓度m=0.11时，纳米二氧化硅样品的粒径和比表面积均过到最佳值，分别是40nm和137m2/g。3.以乙酸乙酷在水玻璃的碱性条件下水解产生的乙酸作为酸化剂，对生成颗粒均匀，比表面积大的二氧化硅粉末有着重要的作用，当乙酸乙酷的用量n=0.8时制得的纳米二氧化硅粉末的平均粒径最小比表面积最大，达到40n

35、m和137m2/g。4 纳米二氧化硅在涂料化学的应用在涂料中的应用 纳米二氧化硅材料的特性之一就是具备紫外和红外反射特性，所以可以通过在涂料中添加纳米二氧化硅的方式，进而使涂料产生屏蔽的作用，这不仅可以提高涂料的抗紫外老化和热老化的性能，而且可以提高涂料的隔热性能。除了以上两点，由于纳米二氧化硅的结构是三维网状，导致纳米二氧化硅的比表面积较大，因此纳米二氧化硅的活性很大，所以在涂料干燥的情况下，可以产生网状的结构形式，这一方面提升了涂料的光洁度和强度，另一方面使得涂料的颜色可以持久维持。目前的装修工程用到的涂料中，通过添加纳米二氧化硅，可以提升涂料的施性能，特别是在抗污这方面，提高显著，另外还

36、可以提升开罐的效果，添加纳米二氧化硅后，涂料能够达到不分层，防流挂、触变性、附着力均可以得到提升。本文主要分析亲油性纳米二氧化硅在聚酯涂料中的应用。随着纳米科学的不断发展和材料科学的不断进步,目前各种行业对材料的性能要求变得更加的详细和独特,在这种情况下，学者在进行新材料的研究和开发过程中必须要开拓创新，在以前的经验和方式方法研的基础上,大胆尝试，努力创新，按照预定性能，对材料进行设计和创新。世纪年代中期，纳米学者罗伊和考姆提出了纳米复合材料的概念，一直到目前，与纳米复合材料的研究就受到了众多材料专家和学者们的青睐，纷纷在这一领域进行各种方式的研究和探索，在这一背景下，研究出来了一系列的成果，

37、为新材料的应用贡献了力量。4.1国外的应用现状在纳米二氧化硅材料的制备及其在涂料中的研究领域，美国、日本等目前处于世界的领先水平,其中纳米二氧化硅材料的制备己经进入了产业化生产并大量应用的水平，并且制备方式积极创新改革。在纳米二氧化硅的制备以及在复合涂料方面的应用,目前的研究方向主要为环保型、高性能这方面，主要应用在船舶涂料、汽车漆、高耐磨涂料等一些对涂料的性能要求较高的范畴，研究方向十分重视环保、节能，另外，欧美等国家在研究纳米二氧化硅在建筑复合涂料方面的应用获得了很多研究成果。比如，自新世纪以来，德国的纳米二氧化硅复合涂料技术已经工业化生产，并广泛的应用在装修工程的内外墙粉刷方面，另外，日

38、本的一家建材公司研发的一种瓷砖产品，在这款产品的表面通过采用用纳米二氧化硅的复合涂料,提高了其耐磨性和光洁度，目前广泛应用到厨房、厕所的的装修中。韩国的一些高科技材料公司也在纳米二氧化硅的复合乳胶漆应用方面取得了研究成果。4.2国内的应用现状目前，纵观我国的涂料市场情况,其中大型的涂料厂缺乏,导致研发力量不足，纳米二氧化硅在涂料中的应用主要靠高校及科研机构来进行,这是与西方发达国家相比，具有竞争力不足的原因之一，目前我国装修中用的纳米二氧化硅涂料产品的质量与欧美等国相比存在不足，研究方向也应当更进一步进行拓展，当前纳米二氧化硅在涂料中的技术的研究主要集中在内墙乳胶漆这方面，例如，我国上海天邦纳

39、米材料有限公司研发的纳米二氧化硅复合内墙涂料，取得了很大的进步与发展，可是与欧美等国相比,我国纳二氧化硅复合涂料的研究开发工作目前仍然处在基础研究阶段,仍未达到产业化研究，工业化生产与应用的程度。通过分析，可以发现，我国自新世纪以来，材料学者和纳米专家们进行的纳米二氧化硅在涂料的应用研究方面,主要为通过在涂料中加入纳米二氧化硅粉体，对涂料进行改性,在这一研究领域，取得了很多的进展，提升了涂料的光洁度、抗污性、抗老化等性能,。然而，在这方面的研究，还存在一些不足之处，如国内二氧化硅粉体对涂料的改性效果不够完善,其症结主要在于粉体二氧化硅具有亲水性,这导致纳米二氧化硅在有机高分子中不能均匀分散, 这一点有待专家和学者们进一步进行探索和开发，相信纳米二氧化硅在