纳米材料在涂料中的应用

　　余料精细化学品bookmark0中的应用纳米材料在中国纳米材料研究及生产据专家分析，根据纳米学科（纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学、纳米制造学、纳米显微学和纳米测量学等）综合研究水平，中国当前纳米材料研究位居世界第5位，这是中国21世纪科技发展难得的机遇，但就纳米材料在涂料中的应用而言，中国仍处于起步阶段。

　　小组从事纳米材料的基础研究和应用研究，工作开展得较早的单位有中科院固物所、南京大学、上海硅酸盐研究所、华东理工大学、西安交大、华东师大、浙大、青岛化工学院等20多个科研单位和大专院校。进行纳米材料制造的单位有〗多家，主要分布在江苏、浙江、上海、辽宁、山东。陕西等省（市）。纳米材料应用于生物及医药领域、日用化妆品、纤维改性、塑料、橡胶等时有报道。纳米材料的开发及在涂料中的应用研究，也是近两年的事，仍在科研单位和大学的试验室中进行。

　　中国化工建设总公司常州涂料化工研究院（原化工部常州涂料化工研究院）早在20世纪80年代就开展了纳米颜料的开发及应用研究，如研究并开发了透明氧化铁黄。在20世纪90年代，常州涂料化工研究院曾对纳米二氧化钛进行过调研并开展探索试验工作，为高装饰汽车面漆提供高性能的颜料，为中国纳米颜料的开发及应用奠定了基础。该院在气相二氧化硅、超细炭黑（纳米级炭黑）等的应用方面，做了大量的研究工作，开发出高装饰性、耐候性、物理机械性能优良的汽车面漆和修补漆。除此之外，上海、北京、安徽、浙江等地近10个科研院校和企业也开展过在涂料中应用纳米材料的研发工作。

　　纳米材料在涂料中的应用纳米二氧化硅在涂料中的应用纳米二氧化硅的团聚体是无定型白隹粉末，表面分子状态呈三维网状结构，这种结构赋予涂料优良的触变性能和分散稳定性。纳米二氧化硅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。对纳米二氧化硅表面进行处理，可使二氧化硅纳米粒子表面具有亲水基团和亲油基团，纳米材料的这种两亲特性大大扩大了其应用领域。针对不同类型的涂料，纳米二氧化硅的添加量一般为0.1* ~1.0*，*多不超过5%.在建筑内外墙涂料中，添加纳米二氧化硅，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，尤其是抗沾污性大大提高，具有优良的自清洗性能和附着力，耐擦洗性达1万次以上。在车辆和船舶涂料中，添加纳米二氧化硅是提高涂层光洁度和抗老化性能的关键环节，涂层干燥时，纳米光吸收率高达70*以上，从而降低了光固化涂料的固化速度，明显提高紫外光固化涂膜的硬度和附着力（见表1）。

　　纳米二氧化钛在涂料中的应用纳米二氧化钛是20世纪80年代末发展起来的主要纳米材料之一。纳米二氧化钛的光学效应随粒径而变，尤其是纳米金红石型二氧化钛具有随角度变色效应，在汽车面漆中，是*重要和*有发展前途的效应颜料。将纳米二氧化钛添加在轿车用金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果。日本在1986年就推出了试产品。纳米二氧化钛除提高轿车漆装饰效果外，由于其具有吸收紫外线的效应，可明显提高轿车漆的耐候性。建筑外墙涂料中，添加适量纳米二氧化钛，也可以将乳胶漆的耐候性提高到一个新的等级。纳米二氧化钛的粒度一般为10-50nm，添加量控制在1.0*以纳米氧化锌在涂料中的应用纳米氧化锌具有一般氧化锌无法比拟的新性能和新用途，能使涂层具有屏蔽紫外线、吸收红外线及杀菌防霉作用。

　　它与其他纳米材料配合，可应用于建筑内外墙乳液涂料及其他涂料中。纳米氧化锌还具有增稠作用，有助于颜料分散的稳定性。

　　其他纳米材料在涂料中的应用涂料中常用的超细炭黑、气相二氧化硅、纳米级碳酸钙等，均属于纳米材料范畴，其在涂料中的应用已有较丰富的实践经验，但如炭黑的分散问题，气相二氧化硅的添加问题及碳酸钙合理使用问题，仍然是需进一步研究的对象。

　　抗菌纳米材料在涂料中的应用纳米二氧化钛、纳米氧化锌等纳米材料可作为对人体安全无毒、抗菌范围广、热稳定性优良的抗菌剂。纳米二氧化钛是基于光催化反应使有机物分解而起抗菌作用的。由于纳米二氧化钛在水和空气中，在日光照射下，能分解出自由移动的带负电的电子和带正电的空穴，发生一系列化学反应，生成原子氧和氢氧自由基，因而具有很强的化学活性，能与细菌内的有机物反应，生成二氧化碳和水，从而具有杀菌、除臭的功能。据报道，纳米二氧化钛、纳米氧化锌和纳米二氧化硅具有抗菌、防锈、分解异臭、防污等多种功能。在二氧化钛中，只有纳米锐钛型二氧化钛在UV照射下才具有光催化性，起抗菌作用，而纳米金红石型二氧化钛没有光催化作用，即无杀菌作用。这里要强调的是，纳米材料必须有紫外线照射和有氧气存在才能起杀菌作用，如不具备这两个条件，杀菌作用就无从谈起。杀菌涂料用于医院手术室、隧道照明灯及高速公路两旁路灯灯罩等，具有引人注目的杀菌去污作用。令（竺玉书）

(完)