生物涂料的开发与应用

本科毕业论文浅析生物涂料的开发与应用BIOPAINTSOFDEVELOPMENTANDAPPLICATION欧生物秧涂料献的开忧发与荐应用摘要年在2跟1世架纪勇，国贩内窗涂料顶工业善正处策于一绕个技厅术进种步的纷重要报时期针。环坐保法肿规的岩强化婶，推辞动了功涂料内产品款结构善的调素整：撤传统悟溶剂摆型涂递料逐咳渐减脑少，须高性闪能、计低污伍染涂希料快蓝速增乔长；恋限制愚重金笔属颜赌料在谁涂料行中的即应用尊，促耀进了验低毒猾性颜钞料的坦开发良；环傅保法寇规的鬼加强纷，迫早使世怪界各铲大涂蠢料公移司纷漆纷致逢力于咱节能脚低污拦染的势水性鸡涂料慎、粉归未涂谎料、悬高固润体分挽涂料席和辐载射固轰化涂碧料的里开发疗应用撑。版水性紫涂料忘和辐膛射固易化涂尊料等降方向帜发展劝。钥填料截是涂蜻料的径重要哗组成脸部分猎，是件漆膜抢的重捏要成扇膜物修质。皮它不惜仅给急涂料阳提供利了人耍们所买需要挂的装己修色向彩，础遮盖湖被涂仆底层辆，而投且还概能改艘善漆厦膜的瓜性能脱，提唇高漆瓜膜的妄机械优强度贺和防芳腐性住能，约减少间漆膜练的透陡气性袭和透挪水性李，有倦的还锯表现催出特删殊的亿性能档，在傅涂料浊的功艇能化谈中起术到重蚁要作铅用。渐同时膏由于亡使用夏体质博颜料狂，还召可以馆节省鹿一些狼功能郑过剩竖的着佛色颜月料，乡保证劈涂料溉的质湾量，窄减低纸涂料烟的成挤本。奋近几握年来秋,暮材料晌科学肤和生爸物技小术的付交叉益领域恰的研倦究越怖来越轰受到财重视染,塔而其听中的队三大竟研究尺分枝广天然逼生物棕材料妻、生竹物医竖用材漂料、番仿生舅材料轮倍受芝人们蛇注目始。天眯然生洪物材盛料经伞过亿躲万年盾的进酒化潮,五形成缓了特渗殊的订结构返,统具有油优异授的性彩能。稠天然混生物港材料厚几乎欠都是妙复合寻材料另,看不同躲材质日、不赠同结发构、便不同泛功能桑的复理合使墙得天宵然生抛物材适料的而特性铸远远振超过亲单一幻常规他材料凝，终美国瓶、英固国、颠日本喊等许士多国屡家和宝我国肺的一议些单笔位相农继投愿入专宰门力元量进驱行坑生物看材料禾的研蜜究脱。怕贝壳热中含丈有大堵量结哀晶无篇机物愿和天础然高光分子禾,无停机物假如碳纠酸钙么和磷名酸钙犁,天汁然高秋分子适如蛋贵白质锹和多亏糖,张将上像述天态然地勿无机恳物连状接起怠来.千由于摔贝壳凶中的化无机湿相和历有机水相的刃特征蹈尺寸便在亚抬微米狡至纳箭米级察,是鸦一种令天然东的有桥机/挽无机境杂化改材料告,保棵证了弱贝壳管具有梨很高挡的硬秧度,无同时课又具广有很牢好的组韧性娃,叼通常怒情况筝填料喊与聚虚合物逗相容四性比已较差易,通况过改向性可炎以提疼高贝拴壳微暮粉对摧涂料亡有机书物的篇相容蛇性,出可以斥提高临涂料楚的综慨合性济能借。圾[1日]耽碳酸泰钙是厅一种置重要宅的填久料，闯能水雷解成飞氢氧恶化钙削，具泽有化宽学活滨性，剩在底抬漆中而可以静降低拥漆膜茄的起太泡和征开裂劈现象赵；提警高漆肾膜的挎附着拆力，击提高土漆的阵防霉况能力葛[2爸]介。迟本实泰验以自天然郊碳酸移钙与雪贝壳喇粉总饺量做共为不简变值娃，变红动天蜡然碳饼酸钙翼与贝真壳粉让的比恰值，劈加入塘一定息量的感苯丙破乳液爪、助索剂、悉着色辞颜料读和体浊质颜跃料、明水熟，通楼过猴一定拉得工抽艺笛制的子综合献性能阿提高辞的生工物涂滋料。少通过牛对性慢能检向测比巡较，猫从而染确定福最佳衰天然渠碳酸吨钙与输贝壳途粉筹添加错量。故通过蛮不同惨比列帮的碳龙酸钙暂和缓贝壳辅粉倚做为筝填料鸟添加锤到苯陕丙乳不液的摄建筑智涂料诞中，值在对炒粘度姻、比蠢重、劝固含至量、院耐碱蛙性等法性能宝的测皮定中仿得出艰，当邪贝壳孙粉戴添加笔量为锅1.购2衔%尘—矩1.两5车%时钩，这备种知生物堤涂料夺的综乔合性拴能绕比没瑞有加哈贝壳讽粉的稳涂料恭性能墙有了伶很大农的改哑善。贡关键析词：悼生物历涂料挣，贝据壳粉六，综方合性猜能，轿最佳评值帜BI苹OP舱AI佛NT研S税OF拘D册EV兰EL守OP落ME急NT摘A盘ND鄙A湿PP星LI拜CA若TI芽ON晨AB钻ST玩RA喘CT辜In担t靠he银2弊1s题t加ce继nt顾ur拐y,华t道he马d接om化es数ti航c赌pa鞭in惯t常in思du肉st花ry搭i赔s睁g垂oi延ng宽t齿hr就ou搬gh萝a贿i键mp上or旧ta卵nt贪p糟er达io短d滚of匆t丛ec漂hn榆ol姿og烧ic润al泥p快ro确gr丧es胀s.妈T膛he辈s迅tr枕en半gt筋he炒ni抖ng何e舞nv蝶ir昼on绝me袄nt弃al扯r冶eg举ul币at碑io尚ns农h怠as蠢p仅ro竖mo赠te玉d捆th叨e辜ad烦ju乒st指me眉nt忠o钢f袍pa烂in齐t通pr乱od怀uc涝t熄st嫌ru翼ct舰ur偿e避：的tr振ad穗it冠io料na亮l岂so掉lv万en留t-蹲ba帅se界d诵pa热in新t相ha娃s爷gr于ad收ua悔ll记y巨re沸du三ce患d;略h掩ig月h汁pe额rf贞or匀ma桨nc易e,穿l称ow蠢-p假ol呼lu掠ti拉on疲p运ai叨nt利i霸s咐ex倒pe瞎ri令en顾ci蒙ng中r及ap管id洪g伍ro瓶wt歼h;独l乖im茂it犹ed纤u血sa麻ge诱o熄f怨he怖av烤y斑me献ta材l谊pi见gm络en捕ts拳i聪n均th风e爬co佩at负in妨gs棵h闭as启p户ro不mo料te贴d坊th遭e爆de能ve搜lo润pm溜en增t恭of调l枝ow览-t超ox全ic傍p设ai坊nt索;州th究e悉st毫re汽ng招th撤en默in惩g桨en段vi奖ro妄nm梁en幼ta洞l历re匀gu榆la估ti屿on谎s漂ha陪s飘fo松rc野ed势t屿he共w视or绣ld稍's励p斯ai替nt习c吹om潮pa幕ni辣es弊t泳o慨ap射pl洒y上an仆d掌de歌ve良lo辰p鉴en互er猴gy黎-s尺av渠in避g利lo污w-锦po煎ll克ut哑io式n公wa汤te殖r截co巷at拆in没gs庸,快po蹄wd笼er瓣c视oa精ti套ng触s,巡h今ig畅h触so喇li鹊d孤co耗at桑in临gs捆a每nd较r把ad粮ia耳ti滑on仆c鸦ur紧ab瘦le三c躺oa递ti臣ng谁.腥Th呜is姜c廊om批pa贺ni怨es棒h让av紫e昌de纯ve延lo弯pe棕d盘wa誓te怜r颠co视at炕in充gs却a坚nd猪r狼ad适ia它ti陷on奉c惰ur银ab妈le踏c侦oa坛ti沃ng配s矮as祖t能he魔ir泄d扣ir制ec耗ti陶on靠s.朽Fi君ll畜er碰i袍s贿an敏i粉mp爽or极ta脊nt毛c饭om火po辜ne寄nt觉o姑f绳pa距in铅t,代a脱nd垫a便ls驾o仅is路a知n傲im慰po夹rt每an陷t赵fi路lm但c克oa遍ti凝ng脆m贿at腐er盗ia袭l摩of钻p旦ai根nt挪.悠It焰n迫ot趴o沫nl赶y争me慎et犯s胖pe校op欧le帐’s留n懂ee枪ds丈锯of百p垂ro她vi何di伸ng划t并he义d家ec慎or轮at殊io漂n脂co志lo倡rs某,演be昨in你g盈co捡ve呆re树d缸by闪c式oa筐ti俯ng顾t效he氏b绕ot袄to略m,鹅b扔ut会a搜ls填o望im箱pr曲ov询es岭t根he造p眯er伏fo愚rm花an铅ce肢o泰f姓th遍e庆pa邻in降t牙fi蹦lm蜻,默th锄e拘fi铲lm决's垦m茎ec斧ha种ni能ca诵l禁st蛮re藏ng诚th隶a猪nd模c有or出ro康si致on闹r僵es骑is粒ta令nc币e,论a络nd裙r押ed移uc班es播t耕he裕f乎il俊m'渠s傲pe痰rm览ea颂bi捏li因ty妖a阀nd稠w和at尊er肝p肯er啄me钥ab蝇il季it后y.锁A掀nd穷s岁om饮e僵of阿f寺il勺le有rs胞s张ho辉w骄pa汗rt哪ic储ul志ar疯f搜un机ct匪io承ns朋,农wh皆ic美h同pl挎ay鸽s戚an枯i碍mp浆or涂ta基nt苍r浆ol矛e糟in放f辅un笛ct猛io墙na占l惰co昆at房in雅g.驶A江t爬th两e蜓sa树me版t亲im棉e,饰a醋s堂a艇re彩su榆lt话o往f脏th榴e恩us饭e呜of泳e漠xt千en膊de区r景pi缝gm邀en蒙t,界i编t佣ca带n绝al暗so旷s近av起e究so俊me简e前xc像es沾s脏co渠lo总ri储ng斗p戚ig渣me余nt文,键en惭su钉re骂t巧he牙q扇ua扎li恳ty磁o窝f永pa茶in竖t,备a励nd驼r其ed悼uc输e披th存e伐co朱st卸o瓣f孔pa厘in膏t.烦炎In年r只ec嘱en哈t国ye邪ar顿s,抱t辞he殃r阵es之ea洪rc崖h哈on奶t战he三c益ro泥ss狗f雹ie耳ld呼b音et怖we壁en内m查at膏er超ia炉l习sc王ie记nc枣e浸an题d骆bi交ot淘ec济hn辆ol爹og驼y弟ha猛s钞ga刑in民ed辰m背uc砖h伟at承te住nt孤io笔n,型i遭n拣wh刺ic蓬h校th乎e胶th尿re低e收br哨an扭ch野es背--永-n蚕at傅ur厌al眉b默io墨lo苹gi改ca质l拔ma迹te禁ri冈al坦s,忘b劲io骡-m罪ed宵ic车al沉m驴at虎er温ia刘ls注,园bi双o-雁mi俩me始ti逮c若ma修te星ri距al赶s秆ar竿e处th增e钻ma浴in坏f询oc犹us仁.语Na势tu瞧ra冬l涉bi歪ol跌og钻ic仇al差m堂at裳er削ia引ls应,碧af比te烂r漂hu页nd轧re榆ds钱o启f仅mi浊ll执io阔ns煎o具f跳ye洲ar包s罩ev忌ol刺ut票io总n,墨h械av耐e捆fo述rm环ed概a怖s区pe坑ci惹al律s川tr禾uc踢tu例re需,隔wi袜th教e爱xc乘el乔le身nt产p所er愧fo顽rm茅an侮ce库.心Al怕mo什st倾a新ll胆t爆he崖n犹at凝ur恳al当b库io他lo业gi庸ca犁l汁ma绍te彼ri恶al盲s奶ar捕e恐co逗mp颠ou栽nd欠m根at谢er只ia杂ls俗.雹Th恶e渠co帽mp办os锅it尿io始n末of喊d阵if宇fe渐re两nt惭m艰at孟er泥ia衬ls展,敬di管ff瓣er棉en建t题st武ru社ct划ur松es散a碗nd直d元if抬fe装re似nt迈f蚀un摄ct匀io咏ns拦m礼ak旺es魔t窃he泛c概ha守ra蜘ct候er樱is须ti阁cs防o泊f碧na翠tu都ra悦l肯bi裂ol昏og谨ic费al汤m沟at差er秩ia俱ls软f牙ar秆s冲up际er场io炊r械to凯a炼s嘴in料gl膜e脖co域nv视en疤ti纸on摸al城m棉at卸er袄ia抖l.芹S请om草e独bu仓re罗au左s佣in狡t丝he涛改Un季it木ed滑S凤ta登te梦s驶,动Br锣it耻ai荡n窝,宝Ja晒pa昼n呼,棚ou扬r旋co露un范tr粘y羽an死d庄ma别ny服o喇th烦er搬c报ou爸nt捞ri匆es女h术av展e病de班vo闻te卸d遣sp箱ec参ia喝l脆ef绵fo玻rt伐s停to纠r章es皇ea孝rc净hi肥ng句o逃n勒bi怜ol抓og弊ic嚷al裙m千at告er竖ia刘ls内i患n申su滨cc禁es歼si孝on馅.茂Sh耕el鸟l瞧co弃nt沾ai榜ns恒a染l蜘ar浴ge叨n捧um产be农r素of昂c威ry提st应al犬li川ne目i此no泉rg熄an钳ic志s装ub测st干an偿ce焰s鼻an痛d刷na博tu驼ra系l籍po裂ly壮me座rs斯,州in午or庄ga盐ni投c牧su贺bs柳ta侵nc学es废l伏ik螺e雷ca详lc柔iu浅m晚ca犁rb危on爽at割e圾an摊d惨ca治lc辣iu慕m磁ph肠os梢ph陕at全e,扒n勺at嗽ur复al广p鲜ol室ym悬er盛s绑li瞎ke棉p恭ro滋te晨in斩s异an邻d炭po蚊ly黑sa裕cc尽ha镇ri屑de桐s,岁s静o低sh伏el劝l委co问nn旋ec脾ts捉t博he密a陪bo许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色不同,但化学组成相似,主要有占全壳95%的碳酸钙和少量的贝壳素。据报道[9]将山东烟台产贻贝壳晾干粉碎成粉末后,用原子吸收分光光度计测其元素成分,其中常量元素K、Na、Ca、Mg质量分数分别为:0.01%、0.35%、15.1%和0.17%,微量元素含量分别为(mg/kg):Fe206.0、Zn453.3、Se0.85、I2.3、Cu10.7。其它贝壳因来源不同,各质量分数略有差别。软体动物的贝壳以其特殊结构和优异的性能引起了材料学研究者的极大兴趣,人们试图通过揭示其结构特征和形成机制,从而应用于现代材料的设计与制备,进而制造出一些性能优异的新型材料。有机基质一般仅占壳重的0.3%～5%,经X-射线衍射及核磁共振技术研究表明,贝壳的有机基质通常可分为5层,其中心是由两层富含Gly和Ala的疏水性蛋白质夹一薄层卜几丁质所构成,疏水核心两侧为富含ASp和Gill的亲水性蛋白质,与矿物相紧密相连。通常根据溶解性将其分为可溶性有机基质(SM)和不溶性有机基质(IM)。SM在晶体的成核、定向、生长、形态控制等方面起调控作用,同时可能还具有控制离子运输的功能;而IM则主要作为生物矿化的构架蛋白,为晶体的核化、生长提供结构支撑。自90年代中期以来,为了阐明有机基质在贝壳晶核形成、生长及晶型控制等方面的作用,研究者己将目光主要集中在对有机基质中蛋白质序列结构和功能方面的研究。阐明生物矿化的分子机制将为材料科学和医学领域带来创新性的革命,但迄今为止,生物矿化的内在机制远末了解。[10-13]2.2贝壳的研究概况及发展趋势贝壳是软体动物在环境温度与压力下将周围环境中的无机矿物(CaCO3)与自身生成的有机物相结合制造出的复合材料,贝壳的形成过程是一种生物矿化过程。随着科学研究手段、方法的不断进步,人们对贝壳特别是贝壳中珍珠层的认识和研究也在不断的深入。生物矿化研究是在19世纪20年代伴随着珍珠养殖业的发展而兴起的,但是大量的研究还是从20世纪初开始的,概括起来可以分为3个阶段:第一阶段是1920～1972年,主要是由古生物学家研究贝壳珍珠层的结构特征和矿物成分。最初是用偏光显微镜对双壳贝类为主的多种动物硬组织进行了系统观察。随着电镜技术在此时期的迅速发展,各种生物矿物体的形态学特征和显微结构得到了更加细致的研究。在此阶段对珍珠层的基本结构及成分有了较完整的了解,对砖墙型珍珠层的有机和无机相的形貌进行了研究。[14]第二阶段是1972～1990年,1972年Crenshaw首先采用EDTA对薪蛤进行脱钙化处理,使有机基质能较完整地保留下来,开创了生物矿物中有机基质研究的新领域,从而将生物矿化的研究引入到机理探索的层次。在此阶段中,模板说和隔室说作为生物矿化作用机制得以提出。Weiner首次提出了珍珠层形成的有机质的模板理论,认为可溶性有机基质(SM)可为无机相结晶提供模板,当无机相的某一面网的结晶学周期与带活性基团有机基质的结构周期相匹配时,可降低无机相晶体的成核活化能,并诱导晶体沿该面网方向生长,从而导致晶体呈有序;Wheeler认识到贝壳可溶有机质对碳酸盐晶体生长有抑制作用,为珍珠层中有机质控制文石晶体形貌提供了理论依据。日本学者Samata和Nakahara等对珍珠层中有机质的结构及氨基酸组成进行了研究,提出了隔室说,认为有机基质预先形成隔室,晶体在隔室中成核生长,隔室的形状限制了晶体的形状。第三阶段是1990～现在,该阶段不同学科的众多科学家开始参与珍珠层的研究。如加利福尼亚大学物理系、化学系、生物技术系、材料系等众多学科的科学家们合作对红鲍鱼的珍珠层的微结构、有机质组成及矿化机理等进行了系统的研究;Shen发现珍珠层中的不溶有机质分子具有延展性及酶抑制剂等多项功能;Sudo证实了珍珠层中不溶有机质呈反β-平行叠片结构;Kono证实了珍珠层蛋白质是控制珍珠层文石形成的关键因素。随着生物矿化理论特别是模板理论的建立,材料学家在采用AFM等对其超微结构进一步进行深入研究的同时,天然生物矿物材料仿生制作成为研究前沿,它为制造出适合现代科技进步所需要的高性能材料提供了新的方法,但由于贝壳具有很强的强度和硬度,对其细化方面还存在一定难度。[15]近年来国内也有越来越多的学者开始从事珍珠层的研究工作,清华大学生物材料研究组自1987年以来对珍珠层的组织结构以及晶体学取向进行了详细的研究,冯庆玲等人通过TEM发现珍珠层中存在取向畴结构;广州地球物理研究所的谢先德、张刚生等也对海水及淡水的双壳贝类珍珠层的显微结构、晶体学取向等方面进行了研究;其他的研究者的研究大部分也都是集中在双壳纲贝类的珍珠层以及鲍鱼壳的显微结构、微量元素及宝石学特征的研究上。侯动芳等也对腹足纲贝壳的有机质结构和力学特征进行了初步的研究。还有一些学者利用已有的研究成果和理论进行了仿生研究。这些研究虽然取得了一定的成果,但是还没有完全揭示贝壳的真正成因,人工仿生合成材料的性能提高的程度也不高。真正意义上的对贝壳显微结构进行研究是在19世纪20年代伴随着珍珠养殖业的发展而起始的,人们使用偏光显微镜对双壳贝类为主的多种动物硬组织进行了系统观察,采用偏光显微镜研究了多种软体动物贝壳化石的显微结构,并对其进行了初步的分类。随着电镜技术在此时期的迅速发展,各种生物矿物体的形态学特征和显微结构得到了更加细致的研究。随着研究的不断深入人们发现贝壳不仅具有特殊的结构,而且特有的结构导致天然生物材料具有比合成材料优异的综合性能。贝壳珍珠层是天然的陶瓷基复合材料,它的引人注目之处在于其强度与无机文石(CaCO3)相当,而断裂韧性却提高了约3000倍。[16]2.3贝壳粉的破碎工艺贝壳粉破碎设备如图2-1行星式球磨机圆盘粉碎机振动筛图2-1破碎仪器贝壳粉的细化过程将贝壳经清洗、晒干，通过铁杵将晒干的贝壳砸碎至大拇指大小，经圆盘破碎机破碎4分钟，使贝壳粉细度大至100目左右，再经行星式球磨机球干磨半小时，使贝壳粉细度大至220左右，通过振动筛筛分5分钟，筛选出细度在180-220目之间的贝壳粉做为生物涂料的体质填料备用。2.4碳酸钙的性质碳酸钙的化学成分为CaCO3,用作填料的碳酸钙有天然的和人工合成的两种，天然产品为重体碳酸钙，人工合成的称为轻体碳酸钙。天然产品碳酸钙又称大白粉、白垩，来源于石灰石、白云石、方解石等，天然产品的主要成分是碳酸钙，但纯度低，往往含有少量的或大量的碳酸镁，以及二氧化硅及三氧化铝、铁、磷、硫等杂质。碳酸钙为白色粉末，颗粒粗大。以方解石为原料的产品，颗粒在1.5—12微米之间，相对密度2.71，吸油量6%—15%，PH为9。合成碳酸钙，纯度都在98%以上，不但纯净而且平均粒度为3微米以下，一些超细品种的粒度可在0.06微米左右，由于颗粒细，吸油量大大增加，达28%—58%，随品种不同而异，PH值在9—10范围内。超细型的颜色比一般碳酸钙更白、更纯净。[17]总的来讲，碳酸钙在酸中可以溶解，它是碱性颜料，由于它的PH值在9左右，不宜与不耐碱性颜料共用，却能用于乳胶漆中起缓冲作用。它的分解温度为800-900°C,可以用在耐高温的漆中。2.5碳酸钙改性的方法碳酸钙表面处理经表面处理的碳酸钙称为活性碳酸钙，其中又以活性不同分为两类，一类是用硬脂酸、硬脂酸钙、树脂酸、松香酸、聚丁二烯等处理的活性碳酸钙，另一类是以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂等偶联剂处理的活性碳酸钙。活性碳酸钙可明显改善涂料的悬浮性能，但存在活性剂（第一类）与涂料中其他组分发生反应的可能性，反应结果会使颜料返粗[18]。纳米碳酸钙颗粒的表面改性纳米碳酸钙颗粒应用于涂料中，要涉及到纳米材料与基料的相容性，涂料的成膜基料与塑料、橡胶等高聚物在官能团的种类与数量、相对分子质量等方面明显不同，进而导致聚合物的表面极性及与颜填料的相互作用方式皆有区别。要使纳米碳酸钙成功应用于涂料中，必须对纳米碳酸钙表面进行特殊的改性。迄今为止，对纳米碳酸钙的表面处理大多采用传统的无机颜填料的处理方法，采用的处理剂多为硬脂酸及其盐类，各类表面活剂与偶联剂等。张生生等用脂肪酸钠代替脂肪酸，由于处理时同时通人二氧化碳，实际包膜在碳酸钙表面的仍是脂肪酸，只是脂肪酸钠在水中扩散时较脂肪酸小，包膜效果提高。但是从作者提供的电镜图片观察，分散性改善并不显著。韩跃新，等，直接在水相中利用脂肪酸通过强制乳化的方法进行包覆，研究了在改变脂肪酸加入量与调整乳化条件时对包覆后纳米碳酸钙活化指数的影响，发现浆料浓度在9％左右，脂肪酸为2-5％时，处理后的纳米碳酸钙的活化指数最高。陆厚根，等在研究不同改性剂对纳米碳酸钙进行表面处理时，发现处理剂的内聚力越小，改性后分散效果越好，改性剂在颗粒表面形成完整单吸附层时，屏蔽的表面活性点最多，颗粒团聚现象最弱，此时的吸附层具有规整直立伸展构象，空问位阻大。杜振霞，等用有机酸包覆纳米碳酸钙后，发现在有机溶剂中的分散性改善十分明显，其改性后的纳米碳酸钙用于聚氨酯清漆中，涂膜在光泽、流平性、柔韧性、硬度等方面都得到改善。ErikaF认为，这种性能的改善缘于纳米碳酸钙表面改性剂在粒子与基料之间形成了一种韧性连续膜，促使纳米碳酸钙与基料间发生应力转移所致。丙烯酸一马来酸一磺酸共聚物的包覆，使纳米碳酸钙表面形成大分子的难溶盐，处理剂包覆致密性提高，颗粒间由于电荷与位阻双重作用，稳定性增加。3生物涂料的组成3.1生物涂料的配方生产商物质名称加入量（g）所占百分比水34034%阿贝尔纤维素4.50.45%国民淀粉AMP-950.70.07%华裔分散剂70.7%汇胜消泡剂0.750.075%国民淀粉润湿剂10.1%富翠钛白粉（锐钛）10010%西普煅烧高岭土505%泰华碳酸钙+贝壳粉30030%水87.158.715%阿贝尔成膜助剂5.50.55%巴德富乳液10010%汇胜消泡剂1.40.14%明佳增稠剂20.2%3.2生物涂料的组成涂料是由不挥发部分和挥发部分两大部分组成。涂料施涂于物体表面后，其挥发组分逐渐散去，不挥发部分则留在物体表面上干结成膜。这些不挥发的固体部分叫做涂料的成膜物质。成膜物质可分为主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质。主要成膜物质组要成膜物质是一些涂于物体表面能干结成膜的材料，它包含树脂和油脂，它能将涂料其它成分粘结成一整体，当涂料干燥硬化后，能附着于被涂基层表面形成均匀的连续而坚韧的保护膜。它是决定涂料性能的主要因素，可以单独成膜，也可以粘结颜料等物质成膜，所以又称为基料。主要成膜物质既有天然的（如动物油、植物油、树脂等），也有人工合成的（如酚醛树脂、丙烯酸树脂等）部分。乳液型基料是一种以微细颗粒均匀地分散在另一种液体中，而形成的稳定物质系称为乳液。用于建筑涂料的乳液，主要是指各种高分子聚合物均匀地分散于水中的一类乳液，其中的聚合物粒子在0.1—10微米的范围内。在这种体系中，一相为高分子聚合物，一般称为油相，以O表示，另一相为水相，以W表示。油分散在水中的乳液以O/W表示，水分散于油中的乳液以W/O表示。目前建筑涂料用的乳液都是O/W型。[19]O/W型乳液中的基本组分有三个，基本连续相、分散相、以及乳化剂。根据制备方法不同，乳液可以分为分散乳液和聚合乳液二种。建筑涂料生产中经常用的的聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、苯丙乳液就、乙丙乳液都是聚合乳液。.1醋酸乙烯酯共聚乳液醋酸乙烯酯共聚乳液包括醋酸乙烯与丙烯酸酯、叔碳酸乙烯酯、乙烯及氯乙烯共聚乳液，按制造方法的不同有胶体稳定型和活性型二类乳液，目前市场上销售的大多数是胶体稳定型乳液，其特点如下。优良的流平性和漆膜丰满度，手感爽滑，所以十分适合制造高档内墙乳胶漆。优良的展色性和保色性，容易配制悦目的色彩。对颜料的承载能力较全丙和苯丙乳液要低一些，也就是说，用醋酸乙烯酯共聚乳液为基料的涂料其临界颜料体积浓度较低。.2苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液苯丙乳液是我国目前使用最广的乳液品种，它的价格比较便宜，性能优异，十分适合于水泥土及混凝土为基材上使用的乳胶漆，依据苯乙烯和丙烯酸酯的比列不同、是否添加特殊单体或其它单体及聚合工艺条件的差异，有许多型号和个别的差异，总的来说，苯丙乳液具有如下特性.优异的颜料亲和力，也就是说以苯丙乳液为基料的乳胶漆其临界浓度比较高，因而苯丙乳液的配方灵活性比较高，一般来说，所制成的涂料其涂层耐擦洗性比较好。优异的耐碱性，非常适合水泥土、混凝土为基材的乳胶漆。优良的耐水性，可广泛配置内、外用乳胶漆。光泽高，因为苯丙乳液折射率比较高，所以比较容易配置高光乳胶漆。耐光性和抗污性稍逊于其它品种（玻璃化温度相同时）。.3全丙乳液全丙乳液即甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯（主要是丁酯和异辛酯）共聚乳液，是综合性能非常好的乳液品种，适用于制作内、外用的高品质乳胶漆，并具有如下特点。优异的耐老化性能，用全丙乳液制造的乳胶漆抗紫外线辐射能力比较强，保色性和抗粉化优异。对颜料的亲和力强，容易配色，对基材的附着力大，有出色的耐洗刷性。漆膜耐水性、耐化学性优良，漆膜经久耐用。漆膜坚韧，抗污性好。.4硅丙乳液在丙烯酸酯聚合物链上引于聚硅氧烷基团将给乳液带来如下宝贵性能。改善涂膜的的斥水性，有机硅具有优异的憎水性，用有机硅改性的丙烯酸酯共聚物的斥水性得到了明显的改善。有机硅含量越大，共聚物吸水率越低，这种趋势在低有机硅含量时较为明显，随着有机硅含量的增加，这种趋势逐渐减弱。提高涂膜的透气性，使涂膜的透气性和防水性达到很好的平衡。不同于普通的乳胶漆通过形成致密的膜来组织液态水的吸收，硅丙乳液是通过赋予多孔基材憎水性来抵抗水的通过。它没有堵塞毛细通道，因而涂膜具有良好的呼吸功能。提高涂膜的附着力，有机硅的硅氧基通过吸收底材的水分发生水解生成硅醇，后者与底材的羟基或硅离子缩聚交联，结果就像聚合物在底材上生了根一样，改善涂膜的附着力。提高涂层的耐老化性能，硅氧基团的交联反应不但发生在聚合物与基材之间，同样也发生在聚合物链之间因而形成网状结构，此外，Si-O键的离解能较高（Si-O键为443KJ/mol,C-C键为354KJ/mol），故。硅丙乳液的耐老化性能更高。提高涂层的抗污性，如上所述，硅丙乳液涂膜的网状结构、良好的耐热性、低表面张力和强憎水特性。必然带来涂层优良的抗污性。[20]次要的成膜物质次要成膜物质也构成涂膜的重要组成部分，但它不能离开主要成膜物质单独构成涂膜。涂料中没有次要成膜物质照样可以成膜，但是有了它可以使涂料性能得到改善，使涂料品种增多。这种成分就是涂料使用的颜料。颜料使一种不溶于水、溶剂和涂料的基料的微细粉末状的白色或有色物质，能均匀地分散在涂料介质中形成悬浮体。颜料不仅能使涂膜有颜色和遮盖力，掩盖被涂基层的缺陷，美化外观，而且增加涂膜的硬度，提高涂膜的机械性能、耐久性、耐候性、附着力；同时还能调整涂料的流动性和施工特性及其他特种功能，如防锈、阻止紫外线穿透等。颜料的种类很多，按其化学组成，可分为有机颜料和无机颜料两大类；按其来源，可分为天然颜料和合成颜料两大类；按其在涂料中起的的作用可以分为着色颜料、体质颜料、防锈颜料等三大类。无机颜料即矿物颜料，遮盖力强，能抵御日光，不易变色，而且能耐热，不溶于松香水、丙酮和丁醇。有机颜料是动植物色素及合染料制成的颜料，其色泽鲜艳，着色力强，但耐光性差，遮盖力差。着色颜料的主要作用是着色和遮盖物面，是颜料中品种最多的一类，着色颜料按它们在涂料中使用时显示的色彩可以分为红、黄、蓝、白、黑、绿、紫及金属光泽等类，如氧化铁红、氧化铁黄、群青、钛白、炭黑、钴紫、铝粉等。着色颜料常统称为颜料，体质颜料又称填料，它在涂料中的遮盖力很低，不能阻止光线透过涂膜，也不能给涂料以美丽的色彩，其主要作用是增加涂膜的厚度，加强涂膜的体质，提高涂膜的耐磨性，主要产品有硫酸钡、滑石粉等，体质颜料大多是一些白色粉末。防锈颜料的主要作用是防锈，其主要品种有红丹、氧化锌等。颜料是色漆的重要组分之一，涂料中由于放入颜料而制成各种色漆，其作用是制造色漆以及调制填孔剂、着色剂等。制造色漆的主要适合着色填料，但是由于体质颜料多为天然产品和工业副产品，价格便宜，故常与着色力高或遮盖力强的着色颜料配合制造色漆。因此在色漆品种中常含有一定比列的体质颜料，以节省贵重着色颜料的消耗，降低成本。有些体质颜料本身相对密度低，悬浮理好。可以防止严重的颜料沉淀，有的可以提高漆膜的耐磨性、耐水性和稳定性，有的可以作为消光剂。辅助成膜物质辅助成膜物质不能形成涂膜，但对涂料的成膜过程影响很大，对涂膜的性能也起到一些辅助作用。.1溶剂和水溶剂和水是液体建筑涂料的主要成分，在涂料涂刷到基层上以后，依靠溶剂和水分的蒸发，使涂料逐渐干燥硬化，最后形成均匀的、连续的涂膜，溶剂和水最后并不存留在涂膜之中，因此人们将溶剂和水称为涂料的辅助成膜物质。溶剂虽然不是构成涂膜的的材料，但是它可与涂膜形成的质量与涂料成本却有很大关系。涂料用的溶剂是一种既能溶解基料树脂又能用以控制涂料粘度（Pa.s）使之能符合贮存和施工要求的挥发性液体。溶剂不仅在造漆时按一定的比列加入漆中，而且在涂料施工时也用溶剂来调节涂料的粘度（Pa.s）与清洗工具、设备和容器，所用的溶剂通常称为稀释剂，许多漆类组分中的溶剂与施工时用的稀释剂是同一材料，有些则有小的区别。选择溶剂主要依据以下四条经验规则。1相似相容规则极性聚合物溶于机型溶剂中，列如聚乙烯醇能溶于水，而不溶于汽油和苯；有机玻璃能溶于丙酮及自身单体，而不溶于汽油和苯。非极性高聚物溶于非极性溶剂中，列如天然橡胶、丁苯橡胶能溶于甲醇、乙醇等。高聚物和溶剂极性的大小，可用“溶解度参数”来衡量。2溶解度参数相近原则溶解度参数与物质的内聚能相关，也就是和分子间作用力的大小和极性有关，那么两种物质的内聚能相近时，便可能相