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涂料中加入纳米超细材料的性能优势
来源:上海汇精亚纳米新材料有限公司 | 作者:汇精亚纳米新材料 | 发布时间: 2024-05-15 | 114 次浏览 | 分享到:
纳米超细材料应用于涂料,不仅仅是提高涂料的装饰性、防腐蚀性,尤其是赋予涂料各种各样的功能性和特殊性能:高比表面积、高化学稳定性、优良的物理、机械和光学性能。

      涂料中加入纳米超细材料的性能优势


上海汇精&安徽凤阳汇精纳米新材料科技公司 

          刘涛 


纳米超细材料应用于涂料,不仅仅是提高涂料的装饰性、防腐蚀性,尤其是赋予涂料各种各样的功能性和特殊性能高比表面积、高化学稳定性优良的物理、机械和光学性能

纳米粒子也叫超微颗粒,是指尺寸小于100nm的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,从通常的关于微观和宏观的观点看,这样的系统非典型的微观系统非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统,它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后,它将显示出许多奇异的特性,即它的纳米材料光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和较大颗粒粉体相比将会有显著的不同。
一:纳米光催化涂料
  采用纳米TO2进行光催化是一项正在蓬勃兴起的新型空气净化技术。它能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光,在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化,达到从空气中清除这些污染物的效果。该项技术具有能耗低、易操作、除净度高等特点,尤其对一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去除效果,而且没有二次污染,因此具有广泛的应用前景。在当今世界性的环境污染问题越来越受到各国政府重视的情况下,这种技术已经成为西方各国高科技竞争中的一个热点,国内十多年该产业的发展也取得了巨大进步,部分产品技术水平已处于世界前列。
  目前,在光催化技术的理论研究方面,许多发达国家及中国均投入巨资开展研究与开发工作,并大力推动其产业化,并取得实效,其中纳米光催化涂料已经用于医院、隧道、隔音墙和住宅等,该类涂料可以用于各种场合的室内污染的治理且效果突出其他应用光催化技术的产品还有数十种,主要应用于民生相关的行业如:纺织、污水处理、空气净化、食品包装、电器、家具、餐具、公共设施
二:纳米复合建筑涂料
  在一些西方国家,纳米复合建筑涂料已广泛应用于内墙涂料。国内在乳胶漆中应用纳米材料,比国外研究广泛而深入,中国申请的专利已达数十项,纳米材料复合乳胶漆的技术水平居世界水平前列。

此款涂料能产生负离子,对人体有保健作用。纳米涂料在日光灯、紫外线和阳光照射下,可以促进空气负离子的产生,并随着时间的增大,负离子增多会更加明显,而且在释放负离子的同时无臭氧产生能分解和吸收空气中的有害物质,特别是板材释放出的苯、甲醛以及聚酯漆释放的TDI等具有独特的防霉、杀菌功能。该涂料有独特的防霉杀菌作用,产品在贮存及涂刷后能有效防止霉菌的滋生,空气中霉菌、细菌数也可降低90%以上具有超强自洁功能具有超强的耐洗刷性。其具有相当强的耐洗刷性具有超强的耐人工老化性,可保证使用后15以上不脱粉、漆膜完好,免去经常翻新的麻烦具有防水、隔热与辐射红外线,超强隔热的作用。
三:透明耐磨涂料、陶瓷涂料、纳米不粘涂料
  超细晶须硅、纳米氧化铝纳米硅作为功能填料的涂料能大大提高涂层耐划伤性耐高温、防腐及耐磨性应用此涂料比传统的涂料耐磨性提高30倍。涂膜性能如此大的提高主要归功于晶须硅是非常硬的物质纳米超细粒径的颗粒比传统的涂料添加剂使涂覆的表面更加均一。耐磨涂料可以制成水性或溶剂型,含有晶须硅耐磨涂料可广泛应用于耐高温、耐磨铝材、高抛光的金属表面及木材和其它平板材料的表面,提高耐磨性和使用寿命。目前该类涂料主要应用市场有:炊具厨具耐高温不粘涂层高铁涂层、航空烧蚀涂商业建筑的幕墙涂装涂层、医疗机械的防静电涂层、户外大型天然气、石油储罐的防老化涂层、金属热设备高温氧化涂层等诸多领域。
     陶瓷涂料及纳米不粘涂料的发展以欧美及韩日为先;而在中国近十几年通过各方技术人员的不懈努力,国内生产的陶瓷涂料及纳米不粘涂料表面硬度已达6-12H,已处于世界领先水平。

纳米不粘涂料的优点:纳米粒子的表面效应使涂层具有很高的表面能,从而降低了涂层与其他物质的相互作用,从而实现优异的不粘性能提高涂层的抗菌性纳米粒子的高硬度和高尺寸稳定性使涂层具有很好的耐磨性,可以延长涂层的使用寿命由于纳米粒子的稳定性和高热稳定性,无机纳米不粘涂料在高温环境下具有很好的稳定性良好的化学稳定性:无机纳米不粘涂料具有很高的化学稳定性,可以抵抗各种化学物质的侵蚀纳米粒子的光学性能使涂层具有良好的透光性和反射性,从而提高了涂层的光学性能。
四:汽车金属闪光面漆
  国外将无机纳米材料用于涂料中的另一个成功例子是豪华轿车面漆。用金红型纳米级二氧化钛与铝粉颜料或云母珠光颜料混合用于涂料中,其涂层具有随角异色性,从不同角度观察其反射光可看到不同的颜色。与闪光铝粉或云母珠光颜料并用于涂料体系时,能在涂层的照光区呈现一种金红色亮光,而在侧光区则反射蓝色乳光,因而能增加金属颜色的丰满度和视角闪色性。这使得该涂料在高档轿车涂料中很快得到推广应用,巴斯夫公司己生产多种含纳米TO2的金属闪光面漆。目前已有许多著名的汽车制造公司使用含纳米TO2的轿车金属闪光面漆。国内已有科研院所与企业着手此方面的研究并取得实质性进展
五:屏蔽涂料
  在紫外光屏蔽方面,作为重要的光学颜料,纳米TO2的紫外光屏蔽特征一直受到广泛关注。因为用作涂料基料的高分子树脂受到太阳中紫外线的长期照射会导致分子链的降解,影响涂膜的物性,传统的紫外光吸收剂主要为有机物,但是有机紫外光吸收剂的寿命短、有毒,而纳米TO2粒子是一种稳定的无毒的紫外光吸收剂。将无机纳米材料与树脂复合制备的涂层涂覆在固体表面,得到纳米级“褥垫”可以缓解原子或分子簇的高速冲击。该技术可以用来制备纳米级表面涂层。
  在电性能方面,静电屏蔽涂料和电绝缘涂料已取得突破。美、日等国研究人员用纳米级二氧化钛、二氧化锡、三氧化铬等与树脂复合作为静电屏蔽涂层;用纳米级钛酸钡与树脂复合制成高介电绝缘涂层;用纳米级Fe3O4与树脂复合作为磁性涂料。目前这方面的制备工艺已有所突破,进入产业化阶段。

现在,隐身涂料作为隐身技术的关键技术之一,已不仅仅用于飞航导弹飞行器上,最新的发展是几个主要工业化国家和军事强国已开始将隐身技术应用于海军舰艇、隐身装甲车、隐身水雷、隐身火炮、隐身坦克、隐身车辆、隐身雷达、隐身通讯系统、隐身工程、隐身工事、隐身机器人、隐身作战服和红外线隐身着照明弹等技术装备上。

六:纳米自洁涂料  

高表面能的纳米材料表面经过改性可以使得涂料获得憎水和憎油的双重特性。建材产品上涂敷上纳米TO2薄膜可以起到表面自洁作用,还能起到杀菌、抗菌的效果,亦可用于水处理及空气净化

 

总结

纳米材料在涂料行业的应用前景广阔,但有些领域还有待于深入研究及推广,行业同仁们任重而道远,因为纳米材料应用不仅仅局限于涂料、空气净化、水处理、纺织印染、塑料、橡胶、航空、医药医疗、生物化学、农业及土壤修复等,更深的领域还有待开发!