硅酸盐基纳米陶瓷材料的制备开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，水性无机涂料因其具有高硬度、优异的耐候性、耐沾污性、耐溶剂性、长期的耐热性和环境友好性等有机涂料无法比拟的优点，在工业防腐涂料、民用建筑涂料以及特种涂料方面得到了广泛的应用。由于水性无机涂料脆性大、收缩率大以及成膜性能不好、易凝胶且贮存不稳定等缺点，极大的限制了无机涂料的进一步推广。水性无机涂料主要是指以硅酸盐、硅溶胶和磷酸盐等无机成膜物作为粘结剂，加入各种颜填料、助剂、改性剂配制而成的涂料。所以，按照成膜物质来分，水性无机涂料主要可分为硅酸盐基水性无机涂料、硅溶胶基水性无机涂料和磷酸盐基水性无机涂料。

本课题主要研究硅酸盐基纳米陶瓷涂料。陶瓷涂料是一种新型的低 voc排放的环保无毒涂料，具有耐高温、高硬度、超耐候、自清洁、耐腐蚀、抗高温氧化等诸多优点，是一种理想的涂层材料。近年来陶瓷涂料在化工防腐、航空、汽车、厨房设备等领域的产业化和商业化运用趋势越来越明显，其研究工作已成为倍受关注的热点。

优质的硅酸盐水溶液为无色透明的粘稠液体，呈强碱性（p h=11~13），可与水以任意比例混合。随着模数的增加，硅酸盐的粘结能力、粘结强度和耐水性能都会有相应的提高。其涂膜性能硬度很高，耐磨性能优异，且在气温较高时不会出现添膜回粘现象，但无机涂料的柔韧性较差，收缩率较大，导致其耐冲击性不好，因此为改善其缺点需要进行改性。本实验先制备出高模数硅酸钾之后采用添加纳米氧化物对其进行改性，以便更好地运用在建筑，火车，汽车，航空等领域。近年来，在国外倍受重视，发展也很快。国外顺应无机涂料发展的趋势，不断地开发新产品。因此国内外材料科学工作者都在积极地研究与开发无机陶瓷膜材料 ,特别是通过溶胶 -凝胶技术制备无机陶瓷膜尤其得到重视，实际上是一种纳米材料改性的工艺，所以能获得一些特殊性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：以低模数硅酸钾为原料，制备出高模数硅酸钾溶液；采用共沉淀法（溶胶凝胶法）制备出多种纳米氧化物（氧化锆，氧化铁，氧化锌，氧化钛，氧化铝）粉体；利用制备好的复合基料与纳米氧化物粉体进行复合；采用提拉镀膜（或涂刷法）进行镀膜。

材料表征：通过对高模数硅酸钾做tem表征其颗粒形貌和分布；采用xrd,sem对制备的陶瓷涂料进行测试表征；并采用测角仪，抗冲击性试验仪等对膜进行性能表征。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－13周：制定具体的实验方案，按计划分别制备出硅酸盐基无机-有机复合基料和多种纳米金属氧化物，并采用xrd、sem等对样品的性能等进行表征。

第14周：总结试验数据，完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李力锋，张德刚，高亚芹.一种有机-无机复合涂料及其制备方法和应用.cn.102925053a[p],2013-02-13

[2] 成佳辉等. 陶瓷涂料研究进展[j].浙江化工，2014.45（1）：29-31

[3] 彭刚阳.硅酸钾/硅溶胶基水性涂料的制备与性能[d].华南理工大学，2012