关于纳米材料及其在涂料领域的应用

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1、关于纳米材料及其在涂料领域的应用论文关键词：纳米技术纳米材料涂料论文摘要：本文介绍了纳米技术、纳米材料的基本概念、原理、特筹征和各种纳米材料在涂料领域的应用；阐述了纳米材料在应用中所存在的技术问题交，以及纳米技术在涂料领域的发展前景。雾  1纳米技术及纳米材料纳米技术纳米技术是20世纪80年代末诞生且正在崛起的新技术，主要是在尺度范围内，缍研究物质组成的体系中电子、原子和分子剑运动规律与相互作用，其研究目的是按人ね的意志直接操纵电子、原子或分子，研制茗出人们所希望的、具有特定功能的材料和鲫制品。纳米科技将成为21世纪科

2、学技术恚发展的主流，它不仅是信息技术、生物技屿术等新兴领域发展的推动力，而且因其具褐有独特的物理、化学、生物特性为涂料等捞领域的发展提供了新的机遇。纳米材料纳米材料主要由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成，其晶粒中原子的长程有序排列和鼾无序界面成分的组成后有大量的界面，晶界原子达15%～50%，且原子排列互聱10/10不相同，界面周围的晶格原子结构互不相罩关，使得纳米材料成为介于晶态与非晶态宵之间的一种新的结构状态[1]。狭义上扌，纳米材料是指粒径在范围内的或具有特督殊物理化学性能的材料。广义上，纳米材痖料是指在三维空间中至

3、少有一维长度在范京围内的或具有纳米结构的材料。按化学组ㄡ成可分为:纳米金属、纳米晶体、纳米陶室瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材嗄料等。由于纳米材料具有表面效应、体积◆效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应舡和一些奇异的光、电、磁等性能，将其用沲于涂料中后，除了可以改性传统涂料外，匠更为重要的是可以制备各种功能涂料，如具有抗辐射、耐老化、抗菌杀菌、隐身等特殊功能的涂料。  2纳米材料在涂佯料领域中的应用现阶段纳米材料在涂料浯中的应用主要为两种情况[2]：纳米材贤料经特殊处理后，添加到传统涂料中分散蕖后制成的纳米复合涂料

4、，使涂料的各项指轨标均得到了显著的提高。将纳米离子用于烃涂料中所得到的一类具有抗辐射、耐老化袖、具有某些特殊功能的涂料称为纳米复合陆涂料。完全由纳米粒子和有机膜材料形成廷的纳米涂层材料，通常所说的纳米涂料均换为有机纳米复合涂料。目前，用于涂料的莴纳米粒子主要是某些金属氧化物、纳米金丌属粉末、无机盐类和层状硅酸盐[3]。情纳米TiO2在涂料中的应用10/10随角异玲色效应由于纳米二氧化钛晶体的粒径大梅约是普通钛白粉的1/10，远远低于可袄见光的波长，本身具有透明性，又对可见骒光具有一定程度的遮盖，透射光在铝粉表布面反射与在纳

5、米二氧化钛表面反射产生了奖不同的视觉效果。到1991年，全世界蹄已有11种含超细二氧化钛的金属闪光漆ば。目前，福特、克莱斯乐、丰田、马自达俳等许多著名的汽车制造公司都已使用含有跨超细二氧化钛的金属闪光漆[4]。抗老化性能提高材料抗老化性能的传统方∝法是添加有机紫外线吸收剂，纳米TiO杆2粒子是一种稳定的、无毒的紫外光ぴ吸收剂。因为用作涂料基料的高分子树脂铣受到太阳中紫外线的长期照射会导致分子禁链的降解，影响涂膜的物理性能，因此若醺能屏蔽太阳光中的紫外线，就可大幅提高们漆膜的耐老化性能。郭刚[5]等研究发槎现利用金红石

6、型纳米TiO2优异的紫外蜂线屏蔽性能改性传统耐候型聚酯——TG桉IC粉末涂料可以大幅度地提高其耐老化弧性能。抗菌杀毒纳米TiO2有抗菌ず杀毒作用，用于涂料是涂料发展中的一个锁重大成就。纳米二氧化钛具有高的光催化缵性，在紫外光的照射下能分解出自由移动跌10/10的带负电的电子e-和带正电的空穴h+过形成电子——空穴对，该电子——空穴对犒能与空气中的氧和H2O发生作用，通过祷一系列化学反应形成原子氧氢氧自由基，这种原子氧和氢氧自由基具有很高的化学鸾活性，能与细菌中的有机物反应生成二氧舅化碳和水，从而达到杀灭细菌的作用。[黹6

7、]纳米TiO2的抗菌杀毒作用已成┧为国内外关注的焦点。日本已有不少企业赠开发出纳米TiO2光催化涂料并实现了莓商业化生产。目前，由于国内对于纳米T┸iO2的研究大多还处于实验阶段，在涂滂料性能的提高和完善方面还有大量的工作磔要做，因此，对纳米涂料的研究要不断深攀入，以提高我国涂料的工业水平，推动纳裁米涂料的发展和应用。纳米SiO2在订涂料中的应用纳米SiO2具有三维网镎状结构，拥有庞大的比表面积，表现出极炔大的活性，能在涂料干燥时形成网状结构畋，同时增加了涂料的强度和光洁度，而且甍还提高了颜料的悬浮性，能保持涂料的颜旭色长

8、期不变。在建筑内外墙涂料中，若添踌加纳米SiO2，可明显改善涂料的开罐获效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂莽、施工性能良好等优点，尤其是抗沾污性ⅲ能大大提高，具有优良的自清洁能力和附ǚ着力。纳米SiO2还可与有机颜料配用，可获得光致变色涂料。欲使纳米Si宅O2材料在涂料中真正地得到广泛应用，懋10/