纳米材料在涂料中的应用

纳 米 材 料 与 纳 米 技 术 在 涂 料 方 面 的 应 用

专业：应用化学 姓名：黄秀静 班级：B110706 学号：B11070609

纳米材料在涂料中的应用

B11070609 黄秀静

摘要：随着人们生活水平的提高，对于生活质量也有了很大的要求。对于涂料的

质量和安全的问题有了更高的要求，面对这种需求该行业加大了对涂料的开发和研究。纳米材料与技术是当前国际前沿研究课题之一，在很多领域得到了广泛的应用 近年来，用纳米材料与聚合物复合，通过精细控制纳米材料粒子均匀分散在聚合物基体中以制备性能更加优异的新型涂料， 国内外有关这方面的报道在不断增加。并取得了很大的成就。

关键词：纳米材料、涂料、应用、前景

纳米材料是指由超微颗粒(又称纳米粒子)组成的,特征维度尺寸100nm的固体材料。纳米粒子的结构是由数目较少的原子或分子组成的原子群分子群,处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,纳米粒子表面原子是长程与短程皆无序的非0晶层,而在粒子芯部,存在结晶完好周期性排列的原子,不过其结构与本体样品稍有不同,从通常的关于微观和宏观的观点看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统。正是由于纳米粒子的这种特殊结构类型,使它具有常规微细粉末所不具备的四大效应,即量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、和宏观量子隧道效用，从而表现出许多奇特的光学、表面活性、填充特性、磁学、力学、物理、化学性能,这些性能可以用来改性传统的涂料【1】。 1.隐身型纳米涂料

无机纳米材料一个很成功的应用例子就是制备军事隐身涂料,这要归因于纳米超细粉体具有较大的比表面积,有极好的吸收特性,能吸收电磁波,同时又因为纳米粒子粒径小于红外和雷达波长,对波的透过性很大,使红外和雷达探测到的信号大为减弱[2]。 2.光催化涂料

利用某些纳米材料的光催化特性,可研制成纳米光催化涂料。我们在实验中使用经过特殊表面处理的纳米TiO2与纯丙树脂配制成涂料,经有关单位测试表明,其对氮氧化物、油脂、甲醛等物质具有明显的催化降解作用。其中对氮氧化 物的降解效率可以达到80%【3】。 3. 耐老化型纳米涂料

经研究发现,纳米TiO2、SiO2、ZnO、Fe2O3等都是优良的抗老化剂,可以提高涂膜的耐候性。纳米粒子的耐老化性是利用了其对光的散射和吸收的特殊功能。提出了以紫外线透过率、吸收系数、紫外线当量衰减率和太阳光防护效果为指标考察UV屏蔽能力,并测试纳米TiO2的紫外线屏蔽能力【4】。

纳米SiO2是不定型白色粉末(指团聚状态),也具有紫外光吸收、红外线反射的特性【5】，由于其分子结构中存在着大量的不饱和残键和不同状态的羟基,分子结构呈三维硅石结构,这种结构可与树脂某些基团发生键合作用,从而大大改善材料的热稳定性和化学稳定性。 4. 随角异色效应型纳米涂料

纳米TiO2作为新型无机效应颜料,是无机纳米粒子应用于涂料行业一个很成功的例子。70年代末,日本帝国化工公司(现名为Tayca Corp)开发出超细TiO2,1989美国用它配制成随角异色汽车面漆获得成功之后,名声大振,各大涂料公司纷纷围绕纳米TiO2开发效应涂料,如BASF公司已生产了多种含纳米TiO2的金属闪光面漆【6】。 5. 防静电纳米涂料

纳米ZnO是一种半导体,呈白色或透明,因此在白色系或浅色系防静电涂料将占有一席之地。Wang E P等用添加镉的ZnO制备了导电ZnO,获得了导电性较好的ZnO超细微粒【7】。美国及其它一些国家研究人员用纳米TiO2、SnO2、Cr2O3等与树脂复合制备防静电涂料,发现这种涂料的静电屏蔽性能优于常规的树脂基与炭黑的涂料,同时可根据氧化物的类型来改变涂料的颜色【8】。

总结 纳米材料生产企业及科研单位在纳米粒子的制备及表面改性技术方面具有优势! 而涂料科研单位则在涂料用树脂的分子设计和涂料的应用方面具有优势，只有两者之间紧密结合才能加快纳米粒子在涂料中的应用步伐。纳米材料在涂料中应用产业化与基础研究应齐头并进! 由于涂料种类多% 成分复杂! 因而必须加强纳米粒子的特性与不同涂料体系之间的匹配性研究只有这样才能使纳米材料在涂料中得到更好的应用。 参考文献

【1】 刘登良，边蕴静.纳米技术在涂料中的应用前景.中国涂料

【2】 徐龙贵，刘娅莉等.无机纳米材料在涂料中的应用.无机盐工业2003-01（35）

【3】 郭保文，关延涛等.纳米材料及其技术在涂料产业中的应用.装饰装修材料 【4】 李晓娥.纳米TiO2紫外线屏蔽性能的研究[J].涂料工业,2000(9):3～6 【5】 左美祥.纳米SiOx在涂料中的分散作用[J].化工新型材料,2000(11):22～26 【6】 杨宗志.效应型颜料在涂料中的应用进展(Ⅲ)[J].现代涂料与涂

装,1998(2):28～32

【7】 袁方利.超细氧化锌的制备及应用新进展[J].材料导报,1998(6):32～35 【8】 武利民.纳米材料在涂料中的应用[J].材料导报,2001(4):51～53

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