纳米材料在建筑涂料中的应用

　　纳米材料在楚筑涂料中的应用卞明哲江苏省建材研究设计院南京市21出了纳米材料在建筑涂料中应用的几种方法。

　　建筑涂料纳米复合涂料1前言进入十世纪以来，纳米材料已经成为人们关注。的焦点之，我国科技部将纳米材料和纳米技术作为十科技发展的优势领域，在各类媒体上掀起了纳米热。不可否认，纳米技术必将成为各类应用技术的前沿。但是，纳米技术的开发舰鲍括从应用基础研究材料制备和商业化应用研究性能征方法和评价标准等的个系统过程。纳米材料在涂料中的应用目前尚处于启动阶段，相关的研究报道尚不多。

　　纳米材料在涂料中的应用可分为两种情况，是完全纳米粒子与有机成膜材料形成的涂层，是在传统的有机涂料中添加纳米粒子而成的涂层材料，也有称作纳米复合涂料。第种涂层在制备及成本等方而均有定的难度，距商业化应用尚存在较大差距。较为实际的是采用纳米复合涂料技术对原有的涂料进行改进，工艺相对简单，工业可行性好。

　　2国内纳米材料在建筑涂料中的应用状况近两年来，国内有关建筑，料生产企业不断有纳米涂料产品出现，从严格意义上来讲，应称纳米复合涂料或纳米改，斗，还有纳料操等。笔者认为，概些产品中，绝大部分不制尔作纳米复合涂料，其原因有以下几氐⑴目前建筑乳胶漆用质量标准GB975595和。8975695中的性能指标并不足以体现纳米材料对产品，如酿嫌性对耐碱，化等。

　　女课将传统的柰用原材料生产工艺作适当的，使颜局的细度删10，左右，即可实性能的飞跃。目前国内相关的纳米改性涂料注指标基本上是以国际为参考的，无切实可靠的实验牧如电镜照片等来说明其产品性能的提高是由加人纳料局趣；2即使采用特殊的分散及面处理技术，纳米材料在搬漆中也巧眺达到纳米级的分散效果，通常是以微米或亚微米的团聚颗粒存在于涂料体系中，根据某些研究报告的电镜照片及粒度测试结果也证实了这点，当纳米颗粒在涂膜中以团聚形式出现时，会使涂料和涂膜的某些性能降低，如贮存稳定性和硬度等。

　　基于此，笔者认为，目前在国内纳米材料在建筑涂料中的应用尚未得到真正的开发和应用，只有确实在传统的建筑涂料中以至少存在维的稳定纳米粒子，并且涂料的性能具备了某些特殊的功能，才能称为真正意义上的纳米复合涂料。很显然，目前的应用研究距此仍有很大的差距，怛弁不是说绝米材料在建筑涂料中的应用属于可望而不可及的事情，只要踏踏实实地进行耐心细致的工作，纳米技术必将可以得到成功应用。下面将介绍纳米材料在建筑涂料中有可能开展的些应用方向，为涂料研究开发人员提供些借鉴。

　　3纳米复合涂料的功能纳米材料在建筑涂料中的应用应当从功能性涂料的角度进行，以达到*大的性能价格比。根据纳米材料的性能，可能在以下几方面得到较好的应用效果，具体如下3.1自清洁涂料目前量大面广的建筑涂料产品主要还是乳胶漆。针对各类乳胶漆产品，特别是弹性乳胶漆，其面耐沾污性能较差，通常施工后不久即变得面目全非，大大影响了建筑涂料的推广应用。据悉，在即将实行的新国际中已将涂料的耐沾污性能作为个检测项目，如何提高产品的耐沾污性能成为研究的个重点。

　　纳米材料具有极大的比面积，近似于大分子水平的粒径决定其具有很高的面活性，面活性中心的增多可提其化学催化和光催化的能力，在紫外线和氧的作用下可赋予涂层某种自清洁的能力，如分解某些有机沾污物。

　　和，提高涂层的刚性和硬度，从而提高涂层的耐划伤与耐沾性。另外，高面能的纳米材料面经改性后可以获得同时憎水和憎油的特性，在涂料中进行应用后，可使涂层面具有自清洁和防雾功能。

　　超耐候性外用涂料由于纳米粒子粒径小，对不同波长的光线会产生不同的吸收反射散射等作用。纳米粒子的粒径远小于可光的波长400750，具有透过作用，从而保证了纳米复合涂料具有较的透明性。纳米粒子对紫外线则具有较强的吸收作用，13沿2泊等颗粒填充于涂料中，可显著提高涂料的紫外线吸收性，从面提高户外涂料的耐候性。纳米3对紫外长波仍的反射率可达到88，对紫外中波爪反射率为85.

　　据报道在乳胶漆体系中加入0.4左右的纳米3，2，经过充分的分散，以其制备的涂膜人工加速老化试验由240的级变色级粉化提高到4501！无任何变化，6501！发生轻微变色。

　　国内也有将纳米材料应用于水性涂料色浆，如添加纳米，对颜料面进行改性处理，不但抗老化性能提高，以上，而且亮度色调和饱和度等指标也有定程度的提高，拓宽了有机颜料的档次和应用范围。

　　NQ吸收型外用涂料纳米级氧化钛在紫外线的作用下可以促进NQ的分解，利用该特性可以制备空气净化型外用涂料。据报道，日本某公司制备了含氧化钛的空气净化型涂料，该产品不会产生以，2副产物，无，防水。该产品随着涂层中氧化钛用量的增加而N，去除能力加强，并随着涂层中孔穴量增加而增力口，可涂覆在速公路桥梁建筑物广告牌上。

　　防毒抗菌涂料，前国内外防霉乳胶漆主要采用在涂料中添加防霉剂来实现的，具有定的防霉有效期，且大多防霉剂具有刺激性气味，对人体有定的副作用，而对于抗细菌则无好的办法。

　　纳米氧化钛纳米氧化锌等纳米材料对人体无毒抗菌范围广热稳定性优良，其作用机理是基于光催化反应使用有机物分解而起抗菌作用，在日光照射及在空气和水的存在下，生成源子氧和氢氧自由基，能够与细菌内有机物反应，生成氧化碳和水，具有防霉和抗霉和抗菌综合作用。在国内，纳米材料已实现工业化生产，市场上已有多个牌号的产品出售应用于纤维植物中。

　　如将纳米抗菌粉用于涂料中可广泛应用于室内墙面医院食品车间等。

　　载银抗菌纳米材料是另种较为有效抗菌材料，在l2xlO7的银离子浓度下即有可效杀灭微生物。我国也有报道采用银系银锌系银铜系及银锌铜系无机抗菌粉添加于丙烯涂料中制得抗菌涂料，添加量为2，抗菌效果优良，且经济。

　　4应用方法纳米材料具有很的比面积，无论在干粉状态或介质中均有聚集倾向，因此，纳米材料的分散及稳定成为应用中首先需要解决的问。纳米材料的分散与制备过程有直接关系，必须在其生产过程中进行面处理，根据不同的应用领域，使其具有疏水性或两亲性，以适应不同的分散介质。另外，偶联剂面活性剂超分散剂等几乎是必须的。在选择面改性剂时，除了与纳米材料键合外，*关键的是还要与所选用的涂料体系相容，这需要进行大量的试验工作。在涂料的制备过程中，可以采用物理分散或先与乳液改性的方法进行应用。

　　物理分散需要较的剪切力或撞击力将团聚合，然后采用研磨分散球磨分散砂磨分散高速搅拌等方法，也可采用超声分散胶体磨分散等。

　　在分散前，可以预先对，1值进行调整，使之达到所需的值，与涂料本身的极性电荷相匹配，以使其保持稳定的悬浮性能和施工性能。另外，涂料配方中，般均含有乙醇季戊醇醇酯十等溶剂，对于各类纳米材料的分散有极大的帮助。在生产过程中，可以将纳米材料与其他各种粉体材料在含有上述溶剂的水中进行分散研磨。

　　与乳液的复合改性可以有物理方法，也可以有化学方法。物理方法是先将纳米粒子与水事先进行分散，然后加人乳液中进行混合改性；也可以在乳液合成的过程中进行改性，如有文章报道，在种聚合物乳液的制备过程中，引人纳米级的硅化合物粒子进行聚合反应，制备的有机无机复合乳液涮水性能有明显的提高。

　　5结论将纳米材料在建筑涂料体系中进行应用是项系统工程，特别是在目前许多基础研究尚不充分的情况下，需要纳米材料的研究生产企业与涂料生产企业相结合，才能迅速有效地拓宽应用领域。在国内目前状况下，涂料生产企业应对纳米材料的应用保持有定的冷静心态。由于涂料的品种繁多，成分复杂，对纳米材料的要求也千变万化，在应用中必须针对所应用的体系进行大量的试验和测试，这也不是般涂料生产企业有能力进行的。打算开发纳米复合涂料的生产企业可根据自身产品的配方组成与性能特点，与从事纳米材料生产的高科技公司相结合，才能迅速有效地开发出适合自己企业的产品。

　　收稿日期2001年4月16曰

(完)