納米材料在涂料中的應用

        由于納米二氧化鈦晶體的粒徑大約是普通鈦白粉的1/10，遠遠低于可見光的波長，本身具有透明性，又對可見光具有一定程度的遮蓋，透射光在鋁粉表面反射與在納米二氧化鈦表面反射產(chǎn)生了不同的視覺效果。到1991年，全世界已有11種含超細二氧化鈦的金屬閃光漆。目前，福特、克萊斯樂、豐田、馬自達等許多著名的汽車制造公司都已使用含有超細二氧化鈦的金屬閃光漆。

        提高材料抗老化性能的傳統(tǒng)方法是添加有機紫外線吸收劑，納米TiO₂粒子是一種穩(wěn)定的、無毒的紫外光吸收劑。因為用作涂料基料的高分子樹脂受到太陽中紫外線的長期照射會導致分子鏈的降解，影響涂膜的物理性能，因此若能屏蔽太陽光中的紫外線，就可大幅提高漆膜的耐老化性能。研究發(fā)現(xiàn)利用金紅石型納米TiO₂優(yōu)異的紫外線屏蔽性能改性傳統(tǒng)耐候型聚酯——TGIC粉末涂料可以大幅度地提高其耐老化性能。

        納米TiO₂有抗菌殺毒作用，用于涂料是涂料發(fā)展中的一個重大成就。納米二氧化鈦具有高的光催化性，在紫外光的照射下能分解出自由移動的帶負電的電子e^-和帶正電的空穴h⁺形成電子——空穴對， 該電子——空穴對能與空氣中的氧和 H₂O發(fā)生作用，通過一系列化學反應形成原子氧（O）氫氧自由基（OH），這種原子氧和氫氧自由基具有很高的化學活性，能與細菌中的有機物反應生成二氧化碳和水，從而達到殺滅細菌的作用。

        目前，由于國內(nèi)對于納米TiO₂的研究大多還處于實驗階段，在涂料性能的提高和完善方面還有大量的工作要做，為此，我們還要繼續(xù)做出貢獻。

        納米氧化鐵作為顏料無毒無味，具有很好的耐溫、耐侯、耐酸、耐堿以及高彩度、高著色力、高透明度和強烈吸收紫外光的優(yōu)良性能，可廣泛用于高檔汽車涂料、建筑涂料、防腐涂料、粉末涂料，是較好的環(huán)保涂料。紫外線分解木材中的木質(zhì)素而破壞細胞結(jié)構(gòu)導致木材老化，納米氧化鐵顏料分散于涂層中，由于顆粒直徑小不會散射光線、涂層成透明狀態(tài)且吸收紫外線輻射，起到保護木材的作用。在樹脂中摻入納米級的TiO₂（白色）、Cr₂O₃（綠色）、Fe₂O₃（褐色）、ZnO等具有半導體性質(zhì)的粉體，會產(chǎn)生良好的靜電屏蔽性能。日本松下電器公司研究所據(jù)此成功開發(fā)了適用于電器外殼的樹脂基納米氧化物復合的靜電屏蔽涂料。與傳統(tǒng)的樹脂基碳黑復合的涂料相比，樹脂基納米氧化物復合涂料具有更為優(yōu)異的靜電屏蔽性能，而且后者在顏色選擇方面也更為靈活。用納米級Fe₃O₄與樹脂復合制成了磁性涂料，目前這方面的制備工藝已有所突破而進入產(chǎn)業(yè)化階段。
        3、納米在ZnO涂料中的應用

        納米ZnO等由于質(zhì)量輕、厚度薄、顏色淺、吸波能力強等優(yōu)點而成為吸波涂料研究的熱點之一。在陽光的照射下納米ZnO在水和空氣中具有極強的化學活性，能與多種有機物發(fā)生氧化反應（包括細菌中的有機物），從而把大多數(shù)細菌和病毒殺死。ZnO也具有良好的紫外線屏蔽作用，粒徑60 nm的ZnO對波長300-400 nm的紫外線有良好的吸收和散射作用，因此可以作為涂料的抗老化添加劑。日本已經(jīng)開發(fā)出用樹脂包覆的片狀ZnO紫外線屏蔽劑。在涂料中添加納米ZnO可改善它的抗氧化性能，使其具有抗菌性能。
        4、納米在CaCO₃涂料中的應用

        納米CaCO₃作為顏料填充劑，具有細膩、均勻、白度高、光學性能好等優(yōu)點，隨著納米碳酸鈣的粒子微細化，填料粒表面的原子數(shù)目占整個總原子數(shù)目的比例增大，使粒子表面的電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)都發(fā)生變化，到了納米級水平。填料粒子將成為有限個原子的集合體，表現(xiàn)出常規(guī)粒子所沒有的表面效應和小尺寸效應，使納米材料具有一系列優(yōu)良的理化性能。它添加到涂料膠乳中，加強了透明性、觸變性和流平性。觸變性是納米CaCO₃改善膠乳涂料各項性能的主要因素。同時能對涂料形成屏蔽作用，達到抗紫外老化和防熱老化的目的和增加涂料的隔熱性。