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  20  专注高分子材料抗紫外线、抗黄变

纳米材料的特点及纳米涂料所具有的特殊功能


       通常所说的纳米材料一般包括两个基本条件,一是材料的特征尺寸在1-100nm之间;二是材料具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理、化学特性。由于纳米粒子的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,使得它们在光学、表面活性、填充特性、磁学、力学、物理、化学性能等方面呈现常规材料不具备的特性。

      纳米材料在涂料中应用主要为两种:1、纳米材料经特殊处理后,添加到传统涂料分散后制成的纳米复合涂料。将纳米离子应用于涂料中所得到的一类具有抗辐射、耐老化、具有某种特殊功能的涂料称为纳米复合涂料;2、完全由纳米粒子和有机膜材料形成的纳米涂层材料。纳米涂料中至少有一相的粒径尺寸在1—100nm的粒径范围;同时纳米相的存在使涂料的性能要有明显的提高或具有新的功能。

      如上阐述说明,将纳米材料应用于涂料中后,除了可以起到改性作用外,更为重要的是可以制备出各种功能涂料,如耐腐蚀、抗辐射、耐老化、抗菌杀菌、隐身等特殊功能,具体列举如下。

      1、改善涂膜物理机械性能,大幅提高涂膜致密性、硬度、韧性,抗刮划性和抗擦伤性。

      2、改进涂膜防腐性能。由于防渗透性、屏蔽性能成数倍的增加,孔隙率能大幅度降低,因此能大幅度提高涂膜的防腐性能。目前,通过将耐候性纳米材料加入到成膜物质来提高涂料的防腐性能是种较普遍的方法,这类纳米材料主要有TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、石墨烯和纳米聚苯胺等。

       3、改进涂膜电学性能,提高表面静电耗散性,增加防电性能和绝缘性能。

       4、改进涂膜光学性能。光学透明度优良,能吸收UV(相当于具有紫外线吸收剂的效果),因此能提高涂料的耐候性,可以制备耐候性优良的透明清漆。另外纳米粒子粒径小于红外和雷达波长,由它制成的涂层在很宽的频带范围内可以逃避雷达的侦察,也有红外隐身作用,可以用于飞机隐身涂料。

       5、改善漆膜表面性能,降低涂膜表面能,赋予超赤水性、防灰尘粘附,用于自清洁涂料、自修复涂料和荷叶效应(和荷叶一样,超疏水、自洁)涂料。

       6、改善涂膜阻燃性,提高涂膜耐热性、膨胀性、熄火性能、延长阻燃时间。

       7、灭菌清污性,防止细菌粘附、清除污染物,防菌灭虫、诱导灭菌和除去杀菌剂,净化环境涂料。

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