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纳米涂料的发展 摘要：本文主要介绍了纳米涂料的发展，依次介绍了不同种类的纳米涂料，性能及应用领域，分析了目前纳米涂料亟待解决的问题，并对纳米涂料的发展前景进行展望。 关键词：纳米涂料，抗菌，TiO，载银二氧化钛 前言 改善和提高传统涂料的性能主要体现在:①施工性能的改善，利用粒径对流变性的影响，防止涂料的流挂;②耐候性的改善，利用纳米粒子对紫外线的吸收性，如TIO,应用，可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆③力学性能的改善，利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力，提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤等. 普通的纳米粒子具有常规微细粉末所不具备的特性，即特殊的磁、光、电性能及其在高温下仍具有高强、高韧、耐磨、优良稳定性的性能，可为开发符合环保要求的高性能涂料提供新的机遇. 2.课题研究的发展： 2.1纳米涂料的种类 纳米材料种类繁多，性能各异，即使同一种纳米粒子在不同粒径下也可能会有不同的功能，不同种类的纳米粒子也可以在涂料中起到同一作用。纳米材料在涂料中的应用可分为两种情况:一是纳米粒子在传统有机涂料中分散后形成的纳米复合涂料,主要通过添加纳米粒子对传统涂料进行改性，其工艺相对简单，生产效率高;二是完全由纳米粒子组成的纳米涂层材料,一般直接与固体物件的制备联系在一起，并不单独作为涂料研究，而且难以实现工业化生产。目前，应用较多的纳米涂料种类如下： 2.1.1纳米二氧化硅涂料 在建筑内外墙涂料中，添加纳米二氧化硅，可以使得涂料不分层，具有触变性，防流挂，施工性能良好，尤其是抗沾污性大大提高，具有优良的自清洁性能和附着力。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的关键环节，涂层干燥时，纳米二氧化硅能形成网络结构，使其耐老化性能、光洁度及强度成倍提高。 2.1.2纳米二氧化钛涂料 在建筑外墙涂料中，添加适量纳米二氧化钛，可将乳胶漆的耐候性提高到一个新的等级。随着环境污染问题日益严重，特别是氮化物和硫化物对大气的污染，光催化技术在环境污染物治理方面有着良好的应用前景。利用纳米二氧化钛光催化氧化技术制成的大气环境净化涂料，对空气中的NOx净化效果良好，在太阳光下，降解率高达97%。同时还可降解大气中的其它污染物，如卤代烃、硫化物、醛类、多环芳烃等。二氧化钛光催化活性好，化学性能和光电化学性能均十分稳定，耐强酸强碱，并且具有较深的价带能级，可使一些吸热反应在光照射的二氧化钛微粒表面得以实现和加速；二氧化钛自身无毒、无味、无刺激性、热稳定性与耐热性好、不燃烧、为白色，因而二氧化钛是很好的半导体光催化杀灭微生物细菌的催化剂；加之纳米二氧化钛光催化复合涂料应用技术工艺简单，成本低廉， 2.1.3纳米碳酸钙涂料 碳酸钙作为一种优良的填充剂和白色颜料，具有价格便宜、资源丰富、色泽好、品味高的特点。应用研究表明，纳米碳酸钙填充涂料，其柔韧性、硬度、流平性及光泽均有较大幅度提高。 2.1.4载银纳米二氧化钛涂料 因为二氧化钛只有在有紫外线的条件下才可以分解细菌，在紫外线较弱的情况下，抗菌效果不明显。为了提高光催化杀菌活性，可以通过表面沉积贵金属来进行改性。掺杂的贵金属可以防止电子一空穴对的复合，促进电子一空穴对的有效分离，从而使二氧化钛抗菌性能更加稳定。同时银本身具有优异杀菌性能。因此，将二者有机结合，会使二氧化钛的抗菌性能得到极大的提高。可以利用热沉积法在二氧化钛的表面负载一定量的银，以提高颗粒的光催化抗菌性能; 2.2纳米材料的性能 2.2.1改善涂料的耐候性 某些纳米粒子对紫外线具有较强的吸收作用，现市场上销售的纳米TiOZ, SIOZ,ZnO等颗粒填充于涂料中，可显著提高涂料的抗紫外线吸收性，从而增强户外用涂料的耐候性。例如，用来提高外墙建筑涂料的耐候性、汽车面漆的耐老化性，以及桥梁涂料、塑料涂料、木器涂料等用的纳米涂料，可使涂层的寿命提高50%或1倍以上。 2.2.2改善涂料的力学性能 某些纳米材料用于涂料中，可以大幅度提高有机涂层的力学性能，如涂层的耐磨性、耐划伤性、硬度、强度、韧性等，用于汽车面漆、汽车玻璃、眼睛镜片、建筑物玻璃、地板、船舰易磨损易腐蚀金属部件等的保护，可大大延长产品的使用寿命。 2.2.3改善涂料的抗菌性和大气净化性 将纳米抗菌粉用于涂料中，可制得纳米杀菌涂料，涂覆在建材产品，如卫生洁具、室内空间、用具、医院手术间和病房的墙面、地面等，起到杀菌、保洁效果。利用TiO,ZnO,CdS,W03等纳米粒子的光催化特性，可制得光催化净化大气环保涂料。例如，采用聚硅氧烷、填料和溶剂复合，可制得大气环保涂料，能将大气中NOx转化成硝酸，可涂覆在高速公路的护栏、桥梁、建筑物、广告牌的表面上。 二氧化钛的杀菌机理 二氧化钛具有良好的光化学特性，稳定性较高，在近紫外光的激发下，电子从