|
| |
| 納米技術(shù)在建筑涂料中的應用 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-12-15 09:25:40 瀏覽次數： |
|
| |
（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）涂料是建筑物的內衣(內墻涂料)和外衣(外墻涂料)，國內傳統的涂料普遍存在懸浮穩定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光潔度不高等缺陷。納米復合涂料就是將納米粉體用于涂料所得到的一類(lèi)具有耐老化、抗輻射、剝離強度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材(特別是建筑涂料)方面的應用已經(jīng)顯示出了它的獨特魅力。
同一種納米粒子在不同粒徑下會(huì )有不同的作用，不同種類(lèi)的納米粒子也可以在涂料中起相同的作用。按納米復合涂料的用途可歸納為以下幾種：
1、光學(xué)應用納米復合涂料
納米粒子的粒徑遠小于可見(jiàn)光的波長(cháng)400～750nm，具有透過(guò)作用，從而保證了納米復合涂料具有較高的透明性。納米粒子對紫外線(xiàn)具有較強的吸收作用。在外墻建筑涂料中添加TiO2、SiO2等納米粒子以提高耐候性，在汽車(chē)面漆中添加TiO2以提高汽車(chē)涂料的耐老化性等。納米SiO2是無(wú)定型白色粉末(指其團聚體)，表面存在不飽和的殘鍵及不同鍵合狀態(tài)的羥基，其分子狀態(tài)呈三維鏈狀結構。一般來(lái)講，納米粒子表面氫鍵會(huì )在外部剪切力消除后迅速復原，使其結構迅速重組。這種依賴(lài)時(shí)間與外力作用而回復原狀的剪切力弱化反應，稱(chēng)為“觸變性”。觸變性是納米二氧化硅改善傳統涂料各項性能的主要因素。徐國財等人通過(guò)納米微粒填充法，將納米二氧化硅摻雜到紫外光固化涂料中。
實(shí)驗表明，納米二氧化硅減弱了紫外光固化涂料吸收UV輻照的強度，從而降低了光固化涂料的固化速度，但可明顯提高紫外光固化涂料的硬度和附著(zhù)力。特別是金紅石型超細TiO2在汽車(chē)面漆中還可起到效應顏料作用，與其它片狀效應顏料如鋁粉顏料或珠光顏料并用時(shí)，會(huì )產(chǎn)生伴有乳光的隨角異色性，可用于豪華轎車(chē)面漆，這是目前納米TiO2的最大用途，也是國外納米材料在涂料中應用最為成功的例子之一。納米氧化鋅由于尺寸小，比表面積大，表面的鍵態(tài)與顆粒內部的不同，表面原子配位不全等，導致表面的活性位置增多，加大了反應接觸面，因此，納米氧化鋅也是一種很好的光催化劑。在紫外光照射下，它能分解有機物質(zhì)，起抗菌和除臭作用。具有這一性質(zhì)的光催化劑可用于環(huán)保涂料中，納米ZnO加入涂料可顯著(zhù)提高涂料的耐人工老化能力。
2、吸波納米復合涂料
由于納米超細粉末尺寸非常小，具有吸收電磁波的性能，它們對不同波長(cháng)的雷達波和紅外線(xiàn)具有很強的吸收作用。因此，被納米顆粒改性后的涂料可成為軍事上用的隱身涂料。美國曾報道過(guò)一種“超”黑體納米吸收材料，即超細石墨粉納米吸波涂料，對雷達波的吸收率可達99%。國外用納米級?mèng)驶F粉、鎳粉、鐵氧體粉末已成功配制了軍事隱身涂料，涂到飛機、軍艦、導彈、潛艇等武器裝備上，使其具有隱身性能。納米涂層材料由于具有吸收頻帶寬、重量輕、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)，可望在未來(lái)軍事隱身化方面大展身手。
3、納米自潔抗菌涂料
光的照射可以引起TiO2表面在納米區域形成親水性及親油性?xún)上喙泊嫫婷畹某p親性。如將國內已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的納米抗菌粉用于涂料中，可制得納米殺菌涂料，涂覆于建材產(chǎn)品，如衛生潔具、室內空間、用具、醫院手術(shù)間和病房的墻面、地面等，起到殺菌、保潔作用。納米TiO2顆粒在波長(cháng)小于400nm的光照下，能吸收高于其禁帶寬度的短波光輻射，產(chǎn)生電子躍遷，使價(jià)帶電子被激發(fā)到導帶，并形成電子-空穴對，將能量傳遞到周?chē)橘|(zhì)，誘導光化學(xué)反應，從而具有光催化性能。
納米ZnO也是一種高效殺菌劑，納米氧化鋅在紫外線(xiàn)照射下，在水和空氣(氧氣)中能自行分解出帶負電的電子(e-)，同時(shí)留下帶正電的空穴(h+)，這種空穴可以激活空氣中的氧變?yōu)榛钚匝?，有極強的化學(xué)活性，能與多種有機物發(fā)生氧化反應(包括細菌內的有機物)，從而把大多數病菌和病毒殺死。西北大學(xué)曾進(jìn)行過(guò)納米氧化鋅的定量殺菌試驗，在5min內納米氧化鋅的濃度為1%時(shí)，金黃色葡萄球菌的殺滅率為98.86%，大腸桿菌的殺滅率為99.93%。所以在化妝品中添加納米氧化鋅既能屏蔽紫外線(xiàn)防曬，又能抗菌除臭。
4、 納米導電涂料
日本松下公司已研制成功具有良好靜電屏蔽作用的納米復合涂料，所用的納米粒子有Fe2O3、TiO2、ZnO等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子在室溫下具有比常規的氧化物高的導電特性，同時(shí)，納米氧化物粒子的顏色不同，這種涂料不但具有靜電屏蔽特性，而且克服了涂料顏色的單調性。
5、納米高力學(xué)性能涂料
當涂料的重要組成部分顏料顆粒達到納米級大小并分散在涂膜中時(shí)，由于比界面很大，具有很大的結合力，對有機涂層有一定的增強作用，提高了涂層的硬度、抗沖擊性和耐磨性。此外，納米顆粒還可以降低涂層在干燥過(guò)程中的殘余應力，從而增強涂層的附著(zhù)力。研究表明，納米SiO2顆粒在紫外光固化涂料中可明顯提高涂膜的硬度和附著(zhù)力，并且經(jīng)納米材料改性后的家具表面漆、汽車(chē)面漆的耐磨性和耐刮傷性也有很大提高。
?歡迎進(jìn)入【粉體論壇】
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
