纳米材料在涂料中的应用.pdf

维普资讯 http:/ 由图 1可知，纳米材料结构单元的尺寸为 1 1 0 0 1 1 12 1，是只有在电子显微镜下才能观察到的颗粒，从量变到质变，导致纳米材料和纳米结构的物理、化 学物性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物 体，是一种新的物态，从而把人们探索自然，创造知识 的能力 延 伸到 介 于宏 观 和微 观 之 间的 中间领域。综 上 所述，纳 米材料 的粒 径 为 1 一l O O n m，并具 有特 殊 的物理、化学性能。3 纳米材料的特性 由于纳米材料晶粒极小，表面积特大，在晶粒表 面无序排列的原子分数远远大于晶态材料表面原子 所 占的百分数，导致 了纳米材料具有传统固体所不具 备的许多特殊基本性质，如体积效应、表面效应、量子 尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等，从 而使纳米材料具有微波吸收性能、高表面活性、强氧 化性、超顺磁性及吸收光谱表现 明显的蓝移或红移现 象等 除上述的基本特性，纳米材料还具有特殊的光 学 性质、催 化性 质、光催化 性质、光 电化 学性 质、化 学 反应性质、化学反应动力学性质和特殊的物理机械性 质。4 纳米材料在涂料中的应用 4 1 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色粉末，表面 分子状态呈三维网状结构，如图 2所示。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，最多不超过 5。孤立羟基 H H 0 n 0 1 s i s i 式 si 6 V6 0 V 氧 烧 幢 l l I I H H H 、b氢幢幢鲁羟基 l l l l S i S i S i S i 田 2 蚺米 S i O：三 雏 回状 蛄椅 在建筑内外墙涂料中，添加纳米二氧化硅，可 明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性，肪流挂，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 l 0 0 0 0次 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，纳米二氧化硅能很快形成网络结构，使其耐老化 性能、光洁度及强度成倍提高。杨勇等人通过纳米微 粒填充法，将纳米二氧化硅掺杂到紫外光固化涂料 中，实验 表明，由于纳 米二 氧化硅对 4 0 0 n m 内的紫 外光吸收率高达 7 0 以上，相对减弱 了紫外光固化 涂料吸收 u v辐照的强度，从而降低 了光固化涂料的 固化速度，但可明显提高紫外光固化涂膜的硬度和附 着力(见表 1 和 图 3)。表 1 纳米二 氧化硅对涂膜 硬度的影响 帆懈特 田 3钠 米 鲫 舍量对潦鹱附着j 曲影响 4 2 纳米二氧化钛在涂料中的应用 纳米二氧化钛是 2 0世纪 8 0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，是最重要和最有发展前途的效 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 1 9 8 6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 1 0 5 0 n m 维普资讯 http:/ 维普资讯 http:/ 西部大开发应重 环 镪 一 ；氧树腊应用领域 生 堡 苎(中 国 化 工 建 设总 公司 常 州 涂 料 化 工 研究 院，2 1 3 0 1 6)7 、摘要：重点介绍环氧树脂应用领域的现状。西部大开发应抓住环氧树脂应用技术的两大发展趋势，一是高性能化和高功能化，二是符合环保要求和高安全性；环氧树脂应用的三太 主要领域：涂料、三电(电力、电子、电气)和胶粘剂。对西部太开发提 出对策与 建议。、关键 词 旨；塑领 域 蔓 型；堕 圭 兰 型；童；建 议 1 前言 却孑 由环氧树脂制成的涂料、层压制品、浇注料、塑封 料、胶粘剂等已大量地应用于机械、电器、电子、交通、轻工、石化、建筑、国防及其他工业领域。环氧树脂体 系的应用技术已成为专业技术学科 改革开放以来，在企业 自身挖潜改造、科研开发 和技术引进的基础上，环氧树脂应用领域迅速扩大，技术水平 明显提高，环氧树脂制成的材料基本上满足 了国 内相 关行 业 的需 求。：0 g 一一 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、浙江等近 l 0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。5 3 开展纳米材料在涂料中应 用研究的建议 5 3 1 建立奎国应用研究开发 中心 我国华东地 区是全国研究开发纳米技术及纳米 材料最活跃的地区，常州涂料化工研究院具有开发纳 米颜料的经验，并有研究应用纳米材料的雄厚技术实 力 抓住当前开发研究纳米材料的大好时机，该院完 全 可以形成我国纳米材料在涂料中应用的研究 开发 中心。2 1 世纪，我国在涂料中应用纳米材料 的技术，将保持世界先进行列水平，为我国各行各业提供高质 量的涂料产品。5 3 2 开发涂料专用纳米材料品种 纳米材料的品种很多，用途各异。世界涂料工业 发展趋势是加快研究开发环境适应型涂料，如水性 漆、粉末涂料、高固体分涂料，井研究提高专用涂料的 表 1 1 9 9 6年环氯村脂生产能力及消耗量：西欧和美 国竹消耗量为 I 9 9 3年数据，韩国消耗 量高于 中国。一一 一一 c 一一 各种性能，如耐候性、装饰性、抗沾污性、抗菌性、抗 电 磁波干扰及其他特殊功能。因此，建议开发汽车漆、建 筑涂料、防腐蚀涂料、功能性涂料用的纳米二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、碳酸钙、高色素炭黑等材料 并针 对不同用途，开展表面处理工作。5 3 3 开展纳米材料在涂料中应用研 究的 联合 攻 关 纳米材料是高科技产 品，纳米材料在涂料中的应 用也不同于一般材料在涂料应用的情况，应该说，它 也是一项高新技术，从研磨分散到施工应用都不同于 传统的涂料产品。纳米材料要在涂料中很好地应用，发挥其特殊功能，需要研发纳米材料的单位、应用涂 料的研究单位及生产单位、使用高性能涂料的单位通 力合作。收稿 日期2 0 0 00 81 0 作者 地址江苏常州机场路 联系电话(0 5 1 9)3 2 7 0 0 9 5 2 0 3 9 维普资讯 http:/