納米粒子具有的異常特性如表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)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(yīng)用,做簡(jiǎn)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(jī)涂料復(fù)合而成,更嚴(yán)格地講應(yīng)稱作納米復(fù)合涂料。從現(xiàn)有納米材料的特性來(lái)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(duì)紫外線具有較強(qiáng)的吸收作用,可制備提高戶外耐候性的納米涂料。
2、增強(qiáng)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(fù)離子粉制得負(fù)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(jī)械性能和化學(xué)性能。某些納米村料用于涂料中可以提高有機(jī)涂層的機(jī)械性能,如涂層的硬度、強(qiáng)度、柔韌性、耐磨性等;同時(shí)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(zhǎng)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(yùn)用不同納米粒子吸收不同的波段來(lái)調(diào)節(jié)防靜電涂料,為人們的生活工作中應(yīng)對(duì)不同的電磁波輻射污染提供了可靠的屏蔽保護(hù)。
二、常見(jiàn)的應(yīng)用于涂料的納米材料
1、納米SiO2
對(duì)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(qiáng)的紫外線屏蔽性,對(duì)長(zhǎng)波黑斑效應(yīng)紫外線屏蔽率達(dá)到88%,而對(duì)中波紅斑效應(yīng)紫外線屏蔽率為85%,對(duì)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(dá)到涂料抗紫外線老化和抗熱老化的目的。
2、納米TiO2
對(duì)涂料性能的影響與常規(guī)材料相比,納米TiO2具有幾個(gè)獨(dú)特的性能:
①比表面積大; ②磁性強(qiáng); ③光吸收性好,且吸收紫外線的能力強(qiáng); ④表面活性大; ⑤熱導(dǎo)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(yīng)用前景。
建筑涂料尤其是外墻涂料的應(yīng)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(duì)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(qiáng),無(wú)論是對(duì)長(zhǎng)波黑斑效應(yīng)紫外線,還是對(duì)中波紅斑效應(yīng)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(fù)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(dāng)涂料中納米CaCO3漿體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3~4%時(shí),涂料性能的改善最為明顯,其耐洗刷性達(dá)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(duì)于其他的納米材料更高,最高可達(dá)700 ~800 m2 /g。黏土作為一種添加劑在復(fù)合材料中的應(yīng)用也極其廣泛,根據(jù)其在復(fù)合材料中添加量的不同,可制得以下幾種產(chǎn)品: 常規(guī)復(fù)合材料、插層復(fù)合材料和剝離復(fù)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(xué)性能和熱工性能。將黏土進(jìn)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(xué)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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