纳米膨润土复合材料在涂料中的研究进展

    毛树红，王润平，王艳，刘军，段秀琴
　　
　　(太原科技大学化学与生物工程学院，山西太原030021)
　　
　　摘要：纳米膨润土的加入能显著提高涂料的各项性能指标，因而在涂料中的应用变得越来越广泛。综述了纳米膨润土复合材料的制备、性能及其在涂料中的应用。
　　
　　关键词：纳米膨润土；复合材料；涂料
　　
　　膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的硅酸盐粘土矿物。其特殊的层状结构赋予其优良的亲水性、可塑性、膨胀性、粘结性、流变性和增稠性，使其在涂料中具有广泛的应用。传统的方法是将其改性为钠基、锂基、有机膨润土来提高它的各项性能。近年来，随着纳米材料的开发与应用日益成为研究热点，纳米膨润土复合材料方面的研究也越来越多，将其应用于涂料中集纳米效应和膨润土的优良特性于一身，能更好的提高涂料的各项性能指标。本文综述了纳米膨润土复合材料的制备、性能及其在涂料中的应用。
　　
　　1·制备纳米膨润土复合材料的原理
　　
　　先将有机阳离子(季铵盐等)与膨润土层间的可交换阳离子发生离子交换，使有机基团覆盖于膨润土表面，改变其表面性能，从而使膨润土由亲水疏油改变为亲油疏水的有机膨润土，并与大多数 和高分子具有良好的亲和性，这一过程称为膨润土的有机化，其反应式如下：

　　经过有机化以后，膨润土的层间距d001由1nm左右增至2.0nm或更大。
　　
　　膨润土有机化后，利用物理和化学作用，先将聚合物单体或聚合物插入经插层剂处理过的层状硅酸盐片层间，并依靠膨润土和聚合物的相互作用，使硅酸盐片层逐步解离成厚度小于50nm、长×宽为100mm×100nm的基本纳米单元，并均匀分散到基体中，最终实现膨润土与聚合物在纳米尺度上的复合。
　　
　　按其插层复合过程，可分为聚合物插层型和插层聚合型两类。而根据纳米材料的最终复合形式，又可分为插层型纳米复合材料和剥离型纳米复合材料2种，二者在性能上有较大的差别。在插层型纳米复合材料中，层状硅酸盐层间距虽然有所扩大，片层有所解离，但仍保持一定量片层的相对有序性；在剥离型纳米复合材料中，硅酸盐片层完全被单体或聚合物解离，无序分散在聚合物基体中的是硅酸盐单元片层，此时，硅酸盐粘土与聚合物实现了纳米单元片层的均匀混合，剥离型是插层型分散的最终形式。

　　2·各种应用于涂料中的纳米膨润土复合材料的制备及应用

来源:中国防腐涂料网