纳米与涂料的研究方向

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1、纳米涂料的研究与发展纳米科技是在20世纪80年代末90年代初逐步发展起来的前沿、交叉性新兴科学，其迅猛发展将成为21世纪科学技术发展的主流。它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推动力，而且因其具有独特的物理、化学、生物特性，为涂料的发展提供了新的机遇。纳米涂料…般由纳米材料与有机涂料复合而成，更严格地讲应称作纳米复合涂料。纳米复合涂料必须满足两个条件:一是至少有一种材料的尺度在1〜100nm之间，二是纳米相使涂料性能得到显著提高或增加了新功能，二者缺一不可。广义上讲，纳米涂层材料包括两种:金属纳米涂层材料和无机纳米涂层材料

2、。金属纳米涂层材料主要是指材料中含有纳米晶相，无机纳米涂层材料则是由纳米粒了之间的熔融、烧结复合而得。通常所说的纳米涂料均为有机纳米复合涂料。目前，用于涂料的纳米粒子主要是某些金属氧化物（如TiO、Fe0、ZnO等）、纳米金属粉末（如纳米CO、Ti、Cr、Nd、Mo等）、无机盐类（如CaCO）和层状硅酸盐。1.纳米涂料的制备技术纳米涂料的制备方法可分为四种：（1）溶胶凝胶法，由纳米粒子在单体或树脂溶液中的原位生成；（2）原位聚合法，指纳米粒子直接分散在单体中，聚合后生成纳米涂料；（3）共混法，指纳米粒子和树脂溶液或乳液的共混复合

3、；（4）插层法，通过单体或聚合物溶液进入无机纳米层间，制得纳米涂料，但这种方法只适合蒙脱土一类的层状无机材料。在纳米复合涂料的开发研究中还有很多问题急待解决，其屮最关键的问题是如何保证纳米粒子在涂料屮有效稳定的分散。纳米涂料中的纳米粒子如果分散不好，不仅达不到预期目的，还有可能破坏涂料的稳定性。目前，分散纳米粒子的方法有电，化学方法、化学分散法和物理分散法。(1)电化学方法由于纳米粒子表面存在等电点，通过调节pH值使Z与等电点时的pH值相差最大时，可增大纳米粒子分散的稳定性，但该法仅适用于纳米粒子在水中的分散。(2)化学分散法化

4、学分散法即对纳米粒子的表面改哇。利用硅烷偶联剂、钛酸酯、硬脂酸、表面活性剂和超分散剂等表面处理剂对纳米粒子进行表面改性处理，改善纳米粒子的分散性。(3)物理分散法物理分散法包括使用高速剪切分散机的高速搅拌、用三辘机及研磨机的研磨分散、使用球磨机的球磨分散以及超声波分散。1.纳米涂料的开发应用现状及其应用前景纳米技术在涂料领域应用的方向有两个：一是改善传统涂料性能同，利用涂料的流变性与填料的粒径存在的一定关系，引用纳米技术可制得施工性能优良的纳米涂料，纳米粒子由于比表面积大，与有机树脂基质之间存在良好的界面结合力，从而可提高原有涂

5、层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等力学性能，而且由于其对可见光可透，还可保证涂层的透明性，利用这一特性可制备高耐刮伤性汽车涂料、家具漆等纳米涂料；二是制备出新的功能性纳米涂料，如军事隐身涂料、静电屏蔽涂料、纳米抗菌涂料、纳米界面涂料等。1.常见纳米填料对涂料的改性目前在涂料行业中，纳米技术的研究非常广泛，已经取得显著成绩的主要是纳米SiO2、纳米纳米ZnO等，它们有望首先达到工业化水平。纳米Si具有极强的紫外线吸收、红外线反射特性，能提高涂料的抗老化性能。对纳米Si02表面进行处理，可使02纳米粒子表面具有亲水性和亲油性。在建筑

6、内外墙涂料中，添加纳米S102,可以明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂、施工性良好，且抗沾污性大大提高，具有优良的自清洁性能和附着力，耐擦洗性。在车辆和船舶涂料中，加入纳米Si02叮提高涂料的耐老化性、光洁度及强度。纳米02掺合到紫外线固化涂料中，可降低固化涂料的固化速度，明显提高涂膜的硬度和附着力。纳米Ti02的颜色不仅随粒径而变，还具有随角度变色效应。在建筑外墙涂料中，添加适量纳米Ti02,可将乳胶漆的耐候性提高到-•个新的等级。将纳米Ti02添加在汽车用的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效杲

7、。纳米Ti具有吸收紫外线的效应，可明显提高轿车漆的耐热性。邱星林等制成光催化净化大气环保涂料，利用纳米Ti02光催化氧化技术制成的环境净化涂料对空气中NOx净化效果良好，在太阳光下，降解率高达97%。同吋还可降解大气中的其他污染物，如卤代坯、硫化物、醛类、多环芳坯等。纳米CaC03用作纸张涂料中颜料粒子时，能改善涂层的色相，有利于涂布纸光泽和白度的改善。由于纳米碳酸钙不仅粒度小，形状有多种可供选择，并且粒径分布窄，能够保证口料颜色的纯正。使用纳米级粒子，由于粒径小，对纸的光学性质如不透明度、光泽及印刷光泽度的提高非常有利。纳米钛

8、粉，能让普通涂料增添极强的耐磨、耐腐蚀等性能。纳米钛与树脂化合后生成的多种全新涂料，具有多种同类产品无法相比的优越性。首先是耐腐蚀，用其涂覆的物品既能耐沸水，又能在海水中浸泡10年不损坏，在目前海洋船体防腐蚀涂料屮最具发展前景。其次,涂层的硬度和耐磨性显著提高，