浅谈纳米技术在有机涂料、橡塑材料中的应用

　　建筑涂料浅谈纳米技术在有机涂料橡塑材料中的应用王雪松上海市建筑科学研究院，上海2，32 1引言纳凇技术是巧今世界设沾跃的研究领域之，足现代科学与先进技术相结合的产物，有专家预测纳米技术信息技术和生物技术将成为21世纪社会发展的大支柱，而纳米技术产业的发展有可能导致世界各国经济地位的重排1.改革开放以来，我国国民经济保持了持续稳定快速发展，为世界所瞩目。目前，我国国民经济主要依靠传统产业支撑。高科技产业对民土产总值的贡献比例还较小，与发达国家有定差距。因此，运用高新技术改造传统产业使之升级换代。将是今后发展方之通过纳米合成纳米添加叮制备纳米复合材料。

　　纳米复合材料以其优异的性能，为传统产业的改造提供了新机遇本文仅就纳米技术在有机涂化橡胶塑料等传统领域中的应用作概述。

　　2纳米技术的应用2.1涂料领域在有机涂料中引入纳米结构，可赋予涂料以超耐候抗菌大气净化静电屏蔽耐刮伤自愈合隐身对电磁波微波而言等功能。

　　2.1.1阳外概况国外已成功开发了耐刮伤耐紫外光及化学腐蚀的透明汽车面漆有机无机杂化树脂基涂料杂化产品为美国0，姐公司生产的0印咖枝，48，其成分是可在同条件下交联固化形成支链及互穿网络的两个杂化体系的复介物其杂化体系为高交联密度的丙稀酸类元共聚物，可提供高模量及高耐刮伤性；杂化体系为低交联密度的元共聚物，能提供良好的成膜性。杂化体系作为硬核分散于杂化体系中。由上述两杂化体系复合而成蚀性好，与有色底涂配套使用，可获得良好的光学及机械性能2.此外，美国0，扣公司还推出添加有纳米银粒子的抗菌涂料德国3！0公司，发用泥凝石材陶瓷木材玻璃等面的涂层材料。据称该涂层应用纳米技术。能降低被涂饰面的面张力疏水疏油，从而达到抗污防雾易清洗的目米凇改性的丙烯酸，涂料1经研宄发现在树脂中掺入纳米级的，2白性质的粉体会产生良好的静电屏蔽性能。日本松下电器公司研究所据此成功开发了适用于电器外壳复合涂料具有更为优异的静电屏蔽性能，而且后者在军事上，利用雷达发射电磁波可以探测飞机，利用红外探测器可以发现放射红外线的物体。隐身涂层的原理为纳米微粒尺寸远小于红外及茁达波波长。也即纳米微粒村料对红外及雷达波的透过韦比常规材料跖纳米微粒的比面积远大尸常规粉体致使其对电磁波的吸收韦也高上述两方面导致纳米微粒材料对红外及茁达波的反射率下降。使得红外探测器和雷达接收到的信号变微弱，从而起到隐身作用。例如美国7人型飞机蒙皮上就涂了由多种超微粒子构成的几有宽带电磁波吸收能力2.1.2国内概况世纪纳米技术有限公司利用纳米技术开发了光催化自清洁涂料矿棉吸声板面防护剂石材渗透防护剂及外场可控的超双亲性防雾自清洁涂层材料纳米溶胶。据介绍，光催化自清洁涂层面高度亲水耐污，在阳光作用下能分解有害物质净化空气；矿棉吸声板面防护剂及石材渗透防护剂涂层防色素污染；外场可控的超双亲性防雾自清洁涂材料在外场，导光照加热下，能形成双亲性面。适用，玻璃及其它透明村，的防雾。外墙瓷砖的自清洁5.

　　北京纳美科技发展有限公司依据纳米材料可产生的超双疏性光催化性及吸收特性。开发并推出了疏水耐污染内墙涂料抗菌内墙涂料疏水耐污染高耐候型外墙涂料。以及乳胶漆抗紫外防老化纳米胶体和耐候水性有机颜料色浆两种涂料原据报道。长春新纪纳米技术研究所已研制出适用于玻璃面或瓷砖面的具有超亲水性自洁净功能及定光催化活性可催化氧化空气中有害气体的纳米涂层材料。同时，该研究所还开发了具有光催化氧化活牲及杀尚消毒功能的纳米掺杂的内墙涂料7.

　　复旦大学涂料工程研究中心利用纳米粒子况，2027出对紫外线的超强吸收性及纳米粒子的高面活性对细菌的杀伤力纳米抗菌粉，在实验朵规梭1成功制1出超耐候外墙涂料及纳米内墙抗菌涂料。此外，具有高耐刮伤性或自愈合功能华科技大学的研允人员开展了将水溶性碳纳米管衍生物纳米级2和纳米级办0引入传统水性成汕性奋机涂料中，以制特种防护涂，的据报道，南京工业大学己通过某种化学反应成功地将纳米相引入到水聚氨酯乳液中，该乳液的稳定性要好于简单添加所获钳咪掺杂乳液2.2橡塑领域在橡塑材料中引入纳米结构，可提高材料的模量尺寸稳定性热变形温度，起到增强增韧的目2.2.1国外概况英国界，迅材料加工研宄中心化开发了STORTECS可原位形成纳米纤维自，强结构的塑料成型加工技术，即在加丁过程中，促使聚合物大分子有序定向排列，原位形成纳米纤维。据称使用该技术可有效消除传统加工过程中易产生的材料内，微小缺陷，降低成品收缩率。提，面光洁度，从而达到提；1制品机械强度的1的。该技术可用来生产甩输气管道。

　　插层复合技术可以实现有机物基体聚介物无机物分散相蒙脱土在纳米尺度上的复合，所得到的材料能够将无机物的刚性尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的，性可加工性及介电性**地结合起来9.此外，由于蒙脱土特有的片层结构，还使得复合材料的阻隔性能大大提高因此，聚合物蒙脱土复合材料在高性能管材汽车零部件电子部件等领域有着广泛的应用前景。

　　简要介绍下国外聚合物蒙脱土复合体系的研究进展情况1也试分比1为4.2的解离型蒙脱土的加入，可使尼龙6的热变形温度证1乃，⑴由巧提，个奶拉伸强度由6爪1提高到107，拉伸模帚山1.1；1升至2.1也，冲心强度由2.31.，2增至2.8，在聚氨酯弹性体中引入5柬的层状粘土可显著提高其韦刃性和拉伸性能断裂强度3.63，至7.8如断裂延伸率60升至105.于环氧树脂中掺杂10 87和压缩模量1.403增至1.8.2层状粘土的掺入可将聚酰亚胺薄膜对水蒸气的阻隔性提高10倍，同时掺杂后的聚酰亚胺薄膜对氧气氦气及氧化碳的阻隔性也有明显改善。腈橡胶粘土杂化材料对氢气和水蒸气的渗透性仅为纯腈橡胶显降低，层状粘。的拎入还可明。降低聚己内酯的吸湿率，当掺杂量为5，吸浞率降为原竹料中，层状粘土起到导向器的作用，可由电场或温度实现高度透明完全不透明的可逆转换。应引起注意的是当有机修饰剂选择不当以致有机修饰后未能充分解离时，所得到时聚合物层状粘土，杂化材料的性能将大打折扣。例如将5，1未完全解离的蒙脱土加入尼龙6中，所得杂化材料的热变形温度仙丁；8.5.12仅为89远低于，条量为4.2时解离型蒙脱土尼龙6杂化材料的热变开145，此外。5，托完全解离蒙脱土龙6杂化材料的拉伸强度61拉伸模量1.，及冲击强度2.2142均略低于纯尼龙6的数值2.2.2国内概况中国科学研究院化学研究所及北京市化工研宄院的科研人致力于分子蒙脱复合材，的制备及应用研究。通过插层聚合复合或熔融插层复合酷聚对苯甲酸丁酯型聚丙烯聚乙烯等聚合物为范体的掺杂脱土的纳米材料，并有部分产品在进行工业化试生产3.

　　海维安新型建筑材料有限公司将具有抗菌活性的成分与纳米粉体树脂偶联剂分散剂及其它助剂按比例混合加工制备功能纳米抗菌材料，并用该技术生产了型聚丙烯抗菌给水管。

　　上海博纳利用纳米粒子的高比面积，提高无卤阻燃剂的阻燃效率，降低阻燃剂需加量，利于保持被阻燃橡塑村料的力学性，此外该公的科研人员还借助低熔点低分子量聚合物将无机纳米氧化物分散于高聚物中，制备保鲜膜专用母粒。据称该夂粒具有阻隔。保鲜抗菌及防霉的性能有报道称，纳米粉体可替代炭黑作为橡胶的补，剂和抗老化剂。，此金，新材料产1化心开发了彩色氯化聚乙烯防水卷材，西北橡胶总厂制备了彩色胶管13.

　　3结束语综合前述内奔可知，在有机涂料及橡塑村料引入纳米结构，确实可赋予传统材料以优异的性能，所得到的纳米复介材料也部分得到了商业应叫=纳米复合材料的制备技术尚处于起步阶段，在改性机理制备工艺性价比等方面还有诸多不尽人意之处。我国纳米复合材料在品种性能以及商品化程度上较国外落后，存在定差距。因此，在我国将纳米技术应用于传统产业，既充满着机遇与希望，也需要长期努力，需要在借鉴国外情况的基础上开发出有特色的产品。

　　中国纳米材料产业现状调研报告叫。科学技术部高新技术发展与产业化公司，2001.

　　2001国际纳米材料高层论坛与技术应用研讨会资料。中国北京2001.

　　4严东生，冯瑞。材料新星纳米材料学蝴。湖南科学技术出版社，世纪纳米技术有限公司资料。

　　郭保文。咸才军关延涛。纳米材料及纳米材料改性剂产品在建筑涂料中的应用介绍。全国纳米涂料技术研讨会暨新技术交流会论文集，2005254.

　　周大凡，等。纳米环保建材改善人类生活质量的有效途径。

　　长春新世纪纳米技术研究所，2001.

　　81新型纳米水性聚氨酯乳液国际**J.新材料产业，2⑴L69漆宗能，等。纳米塑料叫。北京联科纳米材料有限公司资料。

　　崔新宇，吴佳林江天梅。功能纳米抗菌材料的开发及其在建材给水管上的应用叫。

　　张立德。纳米材料以。化学工业出版社，2000136137.

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(完)