納米材料具有小尺寸效應、表面效應、光學(xué)效應、量子尺寸效應、宏觀(guān)量子尺寸效應等特殊性質(zhì)，將其用在涂料中，可明顯提高涂料性能或使涂料具有耐老化、抗輻射、剝離強度高等某些特殊功能。
1、納米涂料的分類(lèi)
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。按納米涂料的用途可歸納為以下幾種：
?。?/strong>1）光學(xué)應用納米涂料
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等納米粒子可提高耐候性，在汽車(chē)面漆中添加TiO2可耐老化性等，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。
?。?/strong>2）吸波納米涂料
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。超細石墨粉納米吸波涂料，對雷達波的吸收率可達99%。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)，有望在未來(lái)軍事隱身化方面大展身手。
?。?/strong>3）納米自潔抗菌涂料
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。
超細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。
?。?/strong>4）納米導電涂料
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。
?。?/strong>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。
2、納米涂料市場(chǎng)前景
目前，納米技術(shù)在涂料行業(yè)已得到較廣泛的應用，其產(chǎn)品主要應用于汽車(chē)業(yè)、航空業(yè)及其他工業(yè)領(lǐng)域。研究指出，加強技術(shù)研發(fā)是推動(dòng)全球納米涂料市場(chǎng)的關(guān)鍵因素。例如有企業(yè)研發(fā)的超薄型納米保護涂料，既環(huán)保又無(wú)毒，且具有優(yōu)異的抗紫外線(xiàn)、耐久性等性能。
納米技術(shù)還可廣泛應用于汽車(chē)擋風(fēng)玻璃、玻璃墻面、淋浴間等需要達到優(yōu)異疏水效果的基材表面，以此抑制水漬污染。此外，也可應用于施藥器材、移植手術(shù)系統、內窺鏡診斷儀等醫療領(lǐng)域。在消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域，其應用需求也與日俱增，并為全球納米涂料市場(chǎng)帶來(lái)了新的發(fā)展空間。
研究指出，中國、日本、印度在納米技術(shù)研發(fā)方面表現更為活躍，是推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展的主要因素。未來(lái)幾年全球納米涂料市場(chǎng)在亞太地區將快速發(fā)展，預計2022年全球納米涂料市場(chǎng)規模將達到142億美元，年復合增長(cháng)率高達24.6%。
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