纳米技术在涂料领域中的运用

与传统涂料相比,纳米复合涂料具有优异的抗菌杀毒、防辐射、耐磨损、耐腐蚀等性能。目前,纳米复合涂料已成为先进装备制造业、建筑业和环保行业等领域不可或缺的表面材料。

1、光催化纳米涂料
具有光催化作用的化合物吸收紫外线光子形成电子-空穴对,在材料表面电子-空穴对通过吸收或与H₂O和O₂分子反应参与到光催化过程。
反应机理方程式:

光催化反应

在此过程中生成的自由基OH和H₂O拥有较强的氧化能力,可破坏多种有机化合键,具有高效除污、杀菌和自清洁能力。

2、耐候性纳米涂料
涂料发生有机物讲解老化主要源自于紫外线的破坏。纳米材料因尺寸较小,对紫外线具有较强的吸收作用;同时纳米材料的粒径短于可见光波长,涂层的透明性良好,应用范围更广。
目前,应用最多的三种耐候性纳米材料——TiO₂具有优异的吸收、反射和散射紫外线功能,是一种理想的紫外线防护剂;ZnO对长波紫外线具有优秀的吸收和散射作用;SiO₂反射中长波紫外线的效果**,可添加到涂料中起到良好的屏蔽效果。
耐候性纳米涂料广泛应用于建筑建材、化妆品和艺术品保护等方面。

纳米陶瓷隔热

3、高力学性能纳米涂料
涂料的功能与性能由填料的特性直接决定,纳米级大小的填料粒子与涂料复合后具有极强的结合力,很大程度上提升了有机涂层的力学性能——表现在涂料的硬度、抗冲击性和耐磨损。
将纳米材料与高分子材料进行复核可以开发出耐磨且兼顾透明度的纳米涂料,在汽车面漆、家具油漆、镜片涂层等领域有广阔的应用前景。

4、透明隔热纳米涂料
太阳辐射能量主要集中在波长200-2500nm范围内,其中近红外区为720-2500nm,占总能量的50%;可见光区域为400-7200nm,占总能量的45%;紫外线区域为200-400nm,仅占太阳辐射能量的5%。因此,如果选择性的将红外光进行阻隔,即可在不影响可见光透射率的情况下达到良好的隔热效果。

隔热材料

5、其他纳米复合涂料
目前,TiO₂、ZnO等纳米粒子已应用于静电屏蔽纳米复合涂料;对于涂料的导电性能,普遍认同为填料之间相互接触形成导电网络,载流子在其中自由运动这一观点。由于纳米静电屏蔽涂料色彩的选择多于传统静电屏蔽涂料,得以广泛应用于家电的静电防护。

来源:纳米技术在涂料领域的应用
作者:杨宇 等

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