納米粒子具有的異常特性如表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應以及有關(guān)光、電、磁特性。涂料由于添加的納米材料不同而體現(xiàn)出不同的性能,本文就納米材料在涂料中的應用,做簡單介紹。
一、納米材料在涂料中表現(xiàn)出的特殊性能
納米涂料一般由納米材料與有機涂料復合而成,更嚴格地講應稱作納米復合涂料。從現(xiàn)有納米材料的特性來看,納米涂料可以體現(xiàn)以下一些性能:
1、提高涂料的耐候性。利用一些納米粒子例如納米二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅等對紫外線具有較強的吸收作用,可制備提高戶外耐候性的納米涂料。
2、增強涂料的抗菌性和空氣靜化性。將納米抗菌材料,納米氧化鈦、氧化鋅、銀系納米抗菌材料 等玩弄涂料,可制得納米抗菌涂料。涂布在人們經(jīng)常接觸到的產(chǎn)品表面,如家具、衛(wèi)生潔具、墻面、地板等,能夠起到殺菌效果。利用負離子粉制得負離子涂料還可以降解室內(nèi)的環(huán)境污染,靜化室內(nèi)空氣。
3、改善涂料的機械性能和化學性能。某些納米村料用于涂料中可以提高有機涂層的機械性能,如涂層的硬度、強度、柔韌性、耐磨性等;同時也有某些納米材料可以改善涂料的耐水性、耐堿性、耐玷污性,延長涂膜的使用壽命。
4、改變涂料的電磁性。利用一些納米粒子的靜電屏蔽性,制得靜電屏蔽涂料。運用不同納米粒子吸收不同的波段來調(diào)節(jié)防靜電涂料,為人們的生活工作中應對不同的電磁波輻射污染提供了可靠的屏蔽保護。
二、常見的應用于涂料的納米材料
1、納米SiO2
對涂料性能的影響在建筑內(nèi)外墻涂料中加入適量的納米SiO2后,常規(guī)的涂料的抗紫外線耐老化性能較之前提高2. 5 倍以上; 耐擦洗性較之前可提高10 倍以上。納米SiO2在內(nèi)外墻涂料中的添加量一般為0. 1% ~1%,最多≯5%。納米SiO2具有極強的紫外線屏蔽性,對長波黑斑效應紫外線屏蔽率達到88%,而對中波紅斑效應紫外線屏蔽率為85%,對滅菌紫外線短波屏蔽率仍為70% ~ 80%( 由于這種短波的穿透力較低) ,所以納米SiO2在涂料中可起到屏蔽各種紫外線的作用,從而達到涂料抗紫外線老化和抗熱老化的目的。
2、納米TiO2
對涂料性能的影響與常規(guī)材料相比,納米TiO2具有幾個獨特的性能:
①比表面積大; ②磁性強; ③光吸收性好,且吸收紫外線的能力強; ④表面活性大; ⑤熱導性好; ⑥分散性好,所制懸浮液穩(wěn)定等。由于納米TiO2具有許多優(yōu)異的性能,因此在涂料領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。
建筑涂料尤其是外墻涂料的應用環(huán)境比較惡劣,紫外線、熱能、微生物、水、空氣中的污染物等均能引起涂料中聚合物的老化,而其中又以紫外線老化的破壞性最大。因此,提高涂料耐候性的關(guān)鍵是如何降低紫外線對涂料的降解。
3、納米ZnO
納米ZnO 也是涂料中添加的一種優(yōu)良的抗老化劑,在涂料中添加一定量的納米ZnO 可以明顯地提高涂料的抗老化性能。納米ZnO 吸收紫外線的能力較其他納米材料更強,無論是對長波黑斑效應紫外線,還是對中波紅斑效應紫外線,都具有較好的屏蔽功效,因此很適合作為涂料中的抗老化劑。
4、納米CaCO3
與傳統(tǒng)建筑涂料相比,使用納米碳酸鈣復合外墻涂料的耐沾污性、觸變性、耐洗刷性、耐水性、耐堿性和耐老化性的影響性能顯著改善;當涂料中納米CaCO3漿體的質(zhì)量分數(shù)為3~4%時,涂料性能的改善最為明顯,其耐洗刷性達75600次。
5、納米黏土
黏土是一種“一維”的納米材料,因此其比表面積相對于其他的納米材料更高,最高可達700 ~800 m2 /g。黏土作為一種添加劑在復合材料中的應用也極其廣泛,根據(jù)其在復合材料中添加量的不同,可制得以下幾種產(chǎn)品: 常規(guī)復合材料、插層復合材料和剝離復合材料。在涂料中添加適量的黏土,可以大幅度地提高涂料的力學性能和熱工性能。將黏土進行改性然后添加到涂料中,不僅可以提高涂料的柔韌性和抗沖擊性,并且可以在一定程度上改善涂層的光學性能,從而得到一種新型的建筑涂料。
(粉體圈 作者:敬之)
作者:粉體圈
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