市场上的传统乳液粒径大于100 nm (140-200 nm)，在涂料中已经巩固了几种应用。新型纳米乳剂的粒径特别小于70纳米。1在30纳米以下，它们通常是半透明或透明的，因为它们的粒子比可见光的波长小。2与传统体系相比，纳米乳液具有许多优点。一些细节可以在文献中找到。1、3、4

我们认为纳米乳液的主要优势之一是更大的穿透和固化能力，因为较小的颗粒有利于穿透，较大的颗粒数量增加接枝位点的数量。5

Archroma开发了一种名为Mowilith的新型三元聚合物纳米乳液®LDM 2801，粒径分布在35-50 nm。该产品的玻璃化转变温度(Tg)为5℃，最低成膜温度(MFFT)低于5℃，干物质含量约33%，粘度低于100 cP，有利于其渗透。即便如此，建议用最小稀释度来增加产品渗透。

公司遵循“低排放理念”来开发这款产品。该概念涵盖七大生态支柱:无溶剂、无烷基酚聚氧乙烯酯(APEO)、无有毒化合物、低气味、无氨、低挥发性有机化合物(VOCs)和低甲醛。使用这种创新的纳米分散体可以配制更多的生态密封剂和引物，而无需在配方中添加聚结添加剂。

如前所述，纳米乳液在多孔基质中具有更强的渗透能力。在松木中，光学显微镜分析显示，使用传统乳液可以穿透约两层细胞，而50 nm的纳米乳液可以穿透约三到六层细胞。

这种差异在表面膜的形成中也很明显。在常规乳剂中，成膜主要集中在基材表面，而对于纳米乳剂，聚合物膜的形成往往集中在基材表面内。

这种渗透行为对于纳米乳液配制的高性能密封剂和粘附促进剂渗透底漆的配方和应用至关重要。

图1展示了其中的一些好处:

  • 疏松颗粒的固结和防止破裂;
  • 防止水分迁移;
  • 降低基材吸收，以获得更好的应用/涂层性能(优化使用量);
  • 防止盐和碱的风化/迁移。涂层时对基材有额外的保护;
  • 促进涂层的附着力。
用纳米乳液配制的高性能密封剂和粘附促进剂底漆的好处
图1:用纳米乳液配制的高性能密封剂和粘附促进剂底漆的好处。

密封剂和粘附促进剂底漆一般具有准备基材以接收顶部涂层层和促进最终涂层对所述基材的粘附的功能。

所述工作的重点是证明使用上述纳米颗粒分散体的好处的研究，并扩展到其他基材，如木材、砖石、混凝土、纤维水泥、瓷砖、地板和石膏。可以利用寻求这些相关特性的其他材料和应用来提高产品性能，即使使用添加剂。

实验与结果

这项研究分为作品，可以代表在每种情况下所描述的好处。

衬底内部的保护(不仅仅是表面)-通过毛细作用和穿透力吸收

毛细管吸收试验采用常规市场封口机与mowilwith LDM 2801在圆柱形石膏块中进行。之前已知的石膏卷部分浸泡在1.5厘米层的10%固体密封胶溶液中，着色，为期3小时。

完成后，试样在100℃下干燥2小时至质量恒定，分析聚合物的迁移性、憎水性和被吸收聚合物的最终质量。一个有趣的事实是，17分钟后，整个mowilwith LDM 2801溶液已经被吸收。

从图2可以看出，纳米产品在离石膏约7 cm处有实际的毛细吸收，而传统的密封剂仅在产品接触表面的基材上形成薄膜。

吸收质量和拒水性的评价- mowilwith LDM 2801与传统市场密封剂
图2:吸收质量和拒水性的评价- mowilwith LDM 2801与传统市场密封剂。

为了评价纳米颗粒产品的渗透力差异，进行了以下测试。在一个圆柱形的石膏块中，在直径为1厘米的管子中加入1.0 g固体含量为10%的密封剂，并保持该系统2小时。然后对基材进行干燥，并通过截面来评估其穿透能力。从图3可以看出，mowilwith LDM 2801的穿透差(1.1 cm)是常规市场封条机(0.3 cm)的穿透差的4倍左右。

渗透式吸收式封口机- mowilwith LDM 2801与传统市场封口机
图3:渗透式吸收式封口机- mowilwith LDM 2801与传统市场封口机。

所做的所有工作都表明，用mowilwith LDM 2801配制高性能密封剂可以增加产品在基底上的渗透力和毛细管吸收。没有形成表面膜，因为这将暴露于任何表面攻击，从而导致涂层和密封剂失效。这种薄膜在基材内部的渗透和形成也有利于松散颗粒的固结和防止基材破裂，有利于其机械强度和耐久性。

增强粘连促进作用和抗水/拒水性

下面进行的工作评估了在使用密封剂或整理底漆mowilwith LDM 2801(稀释1份产品:2份水)或不存在任何处理后的粘连促进效果。

在混凝土基体上，通过ABNT NBR 11003的适应性，Tintas -附着力测定进行了评价。6值得一提的是，即使不需要，也执行了两种粘附方法:X-Cut和Grid Cut。

在所有情况下，在混凝土基材上涂抹或不涂抹密封胶后，都要涂抹三层缎面优质涂料。晾干24小时，从最后一层涂层开始进行粘附测试。

图4显示了一滴水在未经处理的混凝土基材上的吸附行为，使用常规密封剂(图6)和- mowilwith LDM 2801(图8)处理后，吸水性会突然减少，然而，为此目的，常规密封剂在表面形成了一层有光泽的薄膜，而纳米密封剂在基材内部形成了一层薄膜，确保了更好的保护。

混凝土基材吸水性能
图4:A:未经预处理的混凝土基材吸水现象。B:格栅切割附着力测试。C: x切口附着力测试。

图8-B和图8-C展示了使用纳米产品时的聚合夹持力。常规封口处(图6-B和图6-C)也比未经预处理的封口处(图4-B和4-C)增加了价值，但仍低于mowilwith LDM 2801。

使用涂料但未使用密封剂的混凝土基材(灰色)表示:涂层的附着力不足，与基材的脆弱性
图5:使用涂料但未使用密封剂的混凝土基材(灰色)表示:涂层的附着力不足，与基材的脆弱性。

图4和图5表明，在没有预处理的系统中，所应用的涂层和基材的粘附性存在缺陷;表面涂层将使基材容易受到任何天气的影响。

用普通的彩色密封胶处理的混凝土衬底
图6:A:用普通彩色密封胶处理的混凝土衬底;水的吸收。B:格栅切割附着力测试。C: x切口附着力测试。

在图6和图7中，常规密封剂具有粘附促进剂的功能。在这种情况下，会形成一层表面有光泽的密封剂薄膜，由于它是表面的，所以与涂层一起暴露在任何问题或缺陷中。如果发生这种情况，基材也会受到天气的影响。

混凝土基材(灰色)+常规密封胶(绿色)+涂料(白色)表示:提高涂料附着力;但是，如果涂层+表面密闭剂附着力不足，则基材存在脆弱性。
图7:混凝土基材(灰色)+常规密封胶(绿色)+涂料(白色)表示:提高涂料附着力;但是，如果涂层+表面密闭剂附着力不足，则基材存在脆弱性。

在图8和图9中，可以看到纳米颗粒密封剂的使用确保了在衬底内形成保护膜，并显示出粘附促进剂的功能。如果涂层有任何缺陷或问题，基材内部形成的薄膜仍然会保留，以保护相同的。基材将有更大的保护和耐久性。

基质用mowilwith LDM 2801处理
图8:A:用mowilwith LDM 2801稀释和着色处理的基材;水的吸收。B:格栅切割附着力测试。C: x切口附着力测试。
混凝土基材(灰色)+ mowilwith LDM 2801(绿色)+涂层(白色):提高了涂层的附着力，如果涂层附着力不足，基材仍然会受到其内部形成的密封胶膜的保护
图9:混凝土基材(灰色)+ mowilwith LDM 2801(绿色)+涂层(白色):提高了涂层的附着力，如果涂层附着力不足，基材仍然会受到其内部形成的密封胶膜的保护。

由此可见，mowilwith LDM 2801作为引物用于粘附时，具有明显的粘附增益，与传统材料相比具有更好的性能。此外，它在涂层失效时为基材提供额外的保护，并通过拒水性降低基材的吸水率。

结论

目前，结构和表面的耐久性和保质期问题日益明显。在这种背景下，本文试图收集一系列基于先进技术材料的实验，以提供解决方案，以增加这些结构和表面的寿命。mowilwith LDM 2801纳米乳液配制的密封剂或高性能底漆具有三个主要性能，可为基材提供最佳保护:高渗透力、促进附着力和拒水性。

参考文献

1陈，C.S.;乳液聚合原理与应用，Wiley, 2008;丹尼尔,J.C.;Pichot, C.(编者)。乳胶Synthétiques，拉瓦锡，2006;van Herk, A.(编者)。乳液聚合化学与技术，Blackwell, 2005。

2 McClamentis, D.J.纳米乳液与微乳液:术语，差异和相似之处;英国皇家化学学会，软物质，8(2012)1719-1729。

马德尔，A.;Antonietta, S.纳米材料:在建筑中的应用，Pitture和Vernici 86(2)(2008) 31。

4胶体聚合物，Elaissari, A. editor, Dekker 2003，第3章，Ni, P.;傅,美国;高分子表面活性剂和混合表面活性剂制备微乳液的研究第七章，微乳液聚合，一种合成定义良好的高功能化纳米颗粒的方法。

5 Mader, A.;Schiro, a;Brischetto, Pizzo, M.B.聚合物和纳米乳液在木材中的相互作用和渗透:一个远景，有机涂料的进展71(2011)123-135。

6 ABNT NBR 11003，涂料-附着力的测定。