正文 第1章 塗料方麵(1)(1 / 3)

一、納米塗料受到關注

納米塗料廣泛應用於房屋牆壁粉刷、車輛噴塗等方麵,在光催化等高技術的作用下,能分解或氧化各種有機、無機的汙染物,起到淨化空氣、清汙除毒以及耐磨抗劃傷、屏蔽紫外光的作用。

當今世界性的環境汙染問題越來越受到各國政府重視,采用納米二氧化鈦進行光催化,是一項正在蓬勃興起的新型空氣淨化技術。它能直接利用包括太陽光在內的各種途徑的紫外光,在室溫下對各種有機的或無機的汙染物進行分解或氧化,達到從空氣中清除這些汙染物的效果。該項技術具有能耗低、易操作、除淨度高等特點,尤其對一些特殊的汙染物具有比其他方法更突出的去除效果,而且沒有二次汙染,這種技術已經成為各國高科技競爭中的一個熱點。因此,具有廣泛的應用前景。

光催化技術在理論研究方麵,日本、美國、德國均投入巨資開展研究與開發工作,並大力推動其產業化。其中,納米光催化塗料已經用於醫院、隧道、隔音牆和住宅等,以及其他應用光催化技術的產品數十種。日本有一批公司正在從事這個新興的技術領域進行角逐。其中最突出的品牌是ARC—F1ASH光觸媒,並已成為日本光觸媒塗料第一品牌。這種光觸媒的功能受日本厚生省實驗證明,具有殺菌、脫臭、自淨、防黴,可有效防止各種疾病的傳染,殺菌率高達99.99%,迅速消除空氣中令人不適的氣味,除臭率高達99.8%。獲日本國土交通省認可,該類塗料可以用於各種室內汙染的治理,效果極為突出。

一些發達國家將無機納米材料用於塗料中的另一個成功例子是豪華轎車麵漆。用納米級二氧化鈦與鋁粉顏料或雲母珠光顏料混合用於塗料中,其塗層具有隨角異色性,從不同角度觀察其反射光可看到不同的顏色。與閃光鋁粉或雲母珠光顏料並用於塗料體係時,能在塗層的照光區呈現一種金紅色亮光,而在側光區則反射藍色乳光,因而能增加金屬顏色的豐滿度和視角閃色性。這使得該塗料在高檔轎車塗料中很快得到推廣應用,BASF公司、Si1ber1ine公司已能生產多種含納米TiO2的金屬閃光麵漆。目前,已有福特、克萊斯勒、豐田、馬自達等著名的汽車製造公司使用含TiO2的轎車金屬閃光麵漆。

美國Triton System公司生產的Nano Tuf Coatings透明超耐磨納米塗料,把有機改性的納米瓷土加入到聚合物樹脂基中,製得的塗料能大大提高塗層的硬度、耐劃傷性及耐磨性,此塗料比傳統的塗料耐磨性提高2—4倍。這種耐磨塗料還具有隔熱功能和優異的耐化學性能,可用作頭盔的護目鏡、飛機座艙蓋和玻璃,轎車玻璃和建築物玻璃等的保護塗層。塗膜性能如此大的提高主要歸功於納米氧化鋁材料是非常硬的圓球物質,納米尺寸的顆粒比傳統的塗料添加劑使塗覆的表麵更加均一。耐磨塗料可以製成水性或溶劑型,含有納米氧化鋁的透明塗料可廣泛應用於透明塑料、高拋光的金屬表麵及木材和別的平板材料的表麵,提高耐磨性和使用壽命。

在紫外光屏蔽方麵,作為重要的光學顏料,納米TiO2的紫外光屏蔽特征一直受到廣泛關注。因為用作塗料基料的高分子樹脂受到太陽中紫外線的長期照射會導致分子鏈的降解,影響塗膜的物性,傳統的紫外光吸收劑主要為有機物,但是有機紫外光吸收劑的壽命短、有毒,而納米TiO2粒子是一種穩定的無毒的紫外光吸收劑。

將無機納米材料與樹脂複合製備的塗層塗覆在固體表麵,得到納米級“褥墊”,可以緩解原子或分子簇的高速衝擊。該技術可以用來製備納米級表麵塗層。美國NSF最近也提出了一個有關項目申請,其要點是研究含無機納米化合物的塗料性能,通過精細分散控製,研究納米粒子與樹脂基體的界麵相互作用,塗膜的阻透性、熱穩定性、抗氧性、拉伸性和抗低溫性等,為進一步研製用於飛機、太空及相關工業的高性能塗料提供依據,以大大降低維修費用。

在電性能方麵,靜電屏蔽塗料和電絕緣塗料已取得突破。美、日等國研究人員用納米級二氧化鈦、二氧化錫、三氧化鉻等與樹脂複合作為靜電屏蔽塗層;用納米級鈦酸鋇與樹脂複合製成高介電絕緣塗層;用納米級Fe3O4與樹脂複合作為磁性塗料。目前這方麵的製備工藝已有所突破,進入產業化階段。

我國也有部分科研院所與企業著手此方麵的研究。目前,首創納米公司已開始研究納米材料複合的塗料,尤其是北京京安固特公司研製成功隔熱防火塗料很受市場歡迎。

關於“納米塗料”,據有關專家介紹,納米材料包括兩個基本條件:一是材料的特征尺寸在1納米~100納米之間,二是材料此時具有區別於常規尺寸材料的一些特殊物理化學特性。因此,納米塗料隻有具備了這兩個條件後才可稱為“納米塗料”。首創納米公司聯合國家有關部門正在製定“納米塗料”標準。首創納米公司利用納米材料的表麵改性、膠囊化和規模化分散技術,把納米材料金屬氧化物製成均勻穩定、納米尺寸含量大於95%的水性納米功能膠體,將各種納米功能助劑提供給塗料生產企業,解決傳統塗料企業應用納米技術問題,實現了納米技術在塗料中的較快發展。目前,這些產品的市場占有率達到80%。另外,首創納米公司還承擔了兩項國家計劃:水性超薄防火塗料研製和隔熱保溫塗料開發,一項國家攻關計劃:納米塗料產業化技術研究,四項北京市科技創新計劃:納米功能膠體、納米改性建築塗料、納米改性色漿和納米光催化技術研究。首創納米公司用不同的納米材料和不同粒徑的納米材料複合,製備成多種納米功能助劑。係列產品有納米抗老化劑、納米耐玷汙劑、納米疏水劑、納米增強劑、納米耐擦洗劑和納米SiO2膠體等。納米塗料與普通的塗料不同之處是含有納米尺寸的功能材料,如果這些納米材料使用得當,納米塗料要比普通塗料好很多。

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