低表面能之自洁涂料的发展
低表面能防污涂料的进展
综 述文章编号:100321545(2001)0120033203低表面能防污涂料的进展郑群锁(洛阳船舶材料研究所 洛阳471039)摘 要 介绍了低表面能防污涂料的作用机理、特点及发展现状,重点介绍了有机硅系列和氟化物系列低表面能防污涂料的研制和应用情况。
关键词 低表面能 防污涂料 氟化物 有机硅中图分类号:U672.7+ 文献标识码:A Progress in Low Surface Energy Antifouling CoatingsZheng Q unsuo(Luoyang Ship Material Research Institute,Luoyang471039,China)Abstract This paper reviewed the function mechanism,characteristics and development of low surface energy an2 tifouling coatings,and focused on the development and application of low surface energy antifouling coatings of organosilicon system and fluoride system.K eyw ords Low surface energy Antifouling coatings Organosilicon Fluoride 海生物附着不仅会使船舶的航速下降、燃油消耗量增加,而且还会使船舶及水下设施的腐蚀破坏加剧、使用寿命显著缩短。
在这些结构物表面涂刷防污涂料是解决上述问题的重要途径。
传统的防污涂料是利用涂料中释放出的铜、锡、汞、铅等毒料来杀死海生物的,这虽然能减少或消除海生物的污损,但有害物质的释放给生态环境和人类健康也造成了严重危害,这个问题已受到世界各国的高度重视,许多国家都相继制定了限制或禁止使用毒性防污涂料的法规或条例。
2024年自清洁涂料市场分析现状
2024年自清洁涂料市场分析现状概述自清洁涂料是一种具有自洁能力的涂料，能够自动分解和去除表面污垢，对于保持物体表面清洁和减少清洁工作具有重要意义。
自清洁涂料市场在过去几年中迅速发展，受到了广泛的关注和认可。
本文将对自清洁涂料市场的现状进行分析。
市场规模及增长趋势自清洁涂料市场的规模在过去几年中呈现稳定增长的趋势。
根据市场研究机构的数据，自清洁涂料市场的年复合增长率约为10%，预计到2025年市场规模将超过100亿美元。
增长的原因主要是消费者对环保产品的需求增加以及对生活质量的追求。
应用领域自清洁涂料广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
建筑行业是自清洁涂料的主要应用领域，主要用于建筑外墙和屋顶，能够有效抵抗污染和降低维护成本。
汽车领域则使用自清洁涂料来保护车身表面不受污染和划伤，提高车辆外观和价值。
主要市场参与者目前，自清洁涂料市场的竞争激烈，主要市场参与者包括：1.AkzoNobel2.PPG Industries3.Sherwin-Williams4.BASF5.Nippon Paint这些公司在技术研发和产品创新上不断努力，致力于提供更高品质和更具竞争力的自清洁涂料产品。
市场挑战与机遇尽管自清洁涂料市场有着广阔的发展前景，但仍然存在一些挑战。
首先，自清洁涂料的成本相对较高，对于一些中小企业来说可能难以承受。
其次，自清洁涂料的性能和效果需要进一步提升和验证，以满足消费者对于长期自洁效果的要求。
然而，市场也提供了一些机遇。
随着技术的发展和成本的下降，自清洁涂料的应用范围将进一步扩大。
同时，环保意识的提高和对生活质量的要求将推动自清洁涂料市场的增长。
结论自清洁涂料市场在过去几年中取得了显著的发展，市场规模不断扩大。
建筑和汽车行业是自清洁涂料的主要应用领域，市场竞争激烈。
虽然市场面临着一些挑战，但随着技术的进步和市场需求的增加，自清洁涂料市场仍然具有广阔的发展前景。
低表面能涂料简介
低表面能涂料分类
涂层减阻
如法国“海鳝”鱼雷外表面涂装具有低摩擦阻力的涂 层后，明显提高了鱼雷的航速；NASA开发出的微绉褶涂层 技术，除了可应用于飞行器或船舶表面，以降低能源损耗 外，此类技术并应用于运动竞赛方面，譬如泳帆船表面， 结果显示高分子涂层可减阻60%。
低表面能涂料的应用
憎水
减阻降噪
特点：不是不附 着，而是附着不牢固， 一旦大流速可自动除 去，即可称为：自洁
净涂层
低表面能涂料分类
❖低表面能减阻涂料
低表面能 减阻涂料
疏水减阻
涂层减阻
低表面能涂料分类
疏水减阻
用低表面能物质来实现疏水和减阻的是由于疏水涂层推 迟了平板表面流体层流边界层向湍流边界层的捩转。或疏水 表面的减阻归结于液-固界面间产生了滑移（滑移20μm），从 而实现减阻。
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
CSS-Fe超疏水涂层在船舶上的应用
哈尔滨工程大学的专家及国外的研究学者证实，“低表 面 能 超 疏 水 涂 层 的 减 阻 在 接 触 角 ＞ 150 ℃ 时 ， 可 减 阻 18%30%，当接触角＞174℃，流速较大时，减阻最高可达50%， 同时可减小水下自噪声10Bb”。可见CSS-Fe超疏水铁基涂层 在舰艇上的使用对进一步提高舰艇这个海上平台的快速反应 能力与作战能力有着非常重要的意义。
低表面能涂料分类
2024年自清洁涂料市场前景分析
2024年自清洁涂料市场前景分析引言自清洁涂料是一种具有自我清洁功能的新型涂料，可应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
随着人们对环境保护和生活质量要求的不断提高，自清洁涂料市场逐渐崛起并呈现出良好的发展前景。
本文将从市场规模、市场驱动因素和市场前景三个方面分析自清洁涂料市场。
市场规模自清洁涂料市场规模在过去几年保持了稳步增长的趋势。
根据市场研究机构的数据，2019年全球自清洁涂料市场规模达到XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
市场规模的增长主要受到以下几个因素的推动。
市场驱动因素1. 环境意识的提高自清洁涂料具有自净、抗污染、抗菌、抗霉等特性，能够有效减少对环境的污染和危害。
随着人们对环境保护意识的提高，对环境友好型涂料的需求不断增加，自清洁涂料市场有望得到进一步发展。
2. 建筑行业需求增加建筑行业是自清洁涂料的主要应用领域之一。
随着城市化进程的加快和人们对室内空气质量的关注，越来越多的建筑项目开始采用自清洁涂料。
建筑行业需求的增加将推动自清洁涂料市场的发展。
3. 汽车行业的发展汽车行业对自清洁涂料的需求也在不断增加。
自清洁涂料能够增加汽车表面的耐磨性和抗刮擦性，同时减少水珠和污垢的附着，保持车身的清洁和亮度。
随着汽车行业的快速发展，自清洁涂料市场有望迎来新的增长机遇。
市场前景自清洁涂料市场具有广阔的发展前景。
首先，随着技术的进步和研发投入的增加，自清洁涂料的功能和性能将不断提升，进一步满足消费者的需求。
其次，随着环境保护意识的不断提高和相关政策的支持，自清洁涂料市场有望得到更广泛的应用和推广。
最后，随着新兴市场的崛起和消费水平的提高，自清洁涂料市场在全球范围内的需求将继续增长。
尽管自清洁涂料市场前景广阔，但仍面临一些挑战。
例如，高成本是制约市场进一步发展的因素之一。
当前，自清洁涂料的成本较高，使得其应用范围局限在高端市场。
此外，技术难题和知识产权保护也是市场发展中需要解决的问题。
总结自清洁涂料市场规模在不断扩大，市场驱动因素主要包括环境意识的提高、建筑行业需求增加和汽车行业的发展。
低表面处理涂料的应用与发展
（ ． ｒ ｅＣ ｅ ｃ ｌ ｅｅ ｒｈＩｓｉ ｔ， ｈ ｎ ｏ ｇ Ｑｉ ｄ ｏ ６ ０ １ ｈｎ ；２Ｑｉ ｄ ｏＵ ｉｅｓｔ ｏ ｃｅｃ ｎ １ Ｍａ ｉ ｈ ｍｉ ｓａｃ ｔｕｅ Ｓ ａ ｄ ｎ ｎ ａ ，２ ６ ７ ，Ｃ ｉａ ． ｎ ａ ｎｖｒｉ ｎ ａＲ ｎ ｔ ｇ ｇ ｙ ｆＳ ｉ ｅａ ｄ ｎ
缩 短 涂装 时间 ， 少涂 装 费用 。 减
的 高性 能 涂 料 ， 样不 仅 减 轻 了表 面处 理 的压 力 ， 这 避 免 表 面处 理 对 环境 造 成 的 污染 ， 而且 节 约维 修 费用 。
目前 ，国内外 各 涂料 公 司 已开 发 了不 少 能适 应 低 表 面
处理 的重 防腐 涂料 ， 示 出强 大 的生 命 力 ， ２ ０ 年 显 从 ０８ 起， 初步 形成 了市场 ， 而且 正在 逐 步扩 大 之 中 。
Ｋ ｅ ｏｒ ｙＷ ｄｓ： ｈ ｌ ｉ ｔ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｔ ｔ ； ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｎｄ ｕｌ ｐａ ｎ ； ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｓａ ｕｓ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｔｅ
上海涂料
第４ ９卷
表 １ 环氧类低表面处理涂料
摘
要 ：介 绍 了低 表 面 处理 涂料 的施 工特 性 、涂料 类型 和应 用 案例 ， 对其 发展 方 向作 了展 望 。 并 文献 标识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ６ ６ ２ １ ） ３ ０ ３ — ３ ０ ９ １９ （ ０ ０ — ０ ３ ０ １
关 键词 ：低表 面处 理涂 料 ；环保 性 能 ；应 用 与发 展
Ｔｃ ｎ ｌｇ ， ６ ０ １ Ｃ ｉａ） ｅｈ ｏｏ ｙ ２ ６ ４ ， ｈｎ
低表面能涂料及其应用技术
一４８—
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图７自聚集水性氟碳树脂防污涂料反应式
－’甘卜叶
ＰＮＦＨＭＳ
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ＣＦ３ＣＨ２ＱＨ２
．一．广叶
图８氟代聚硅氧烷结构式 开发低表面能有机硅防污涂料的关键问题是涂料对底材的附着力差，解决办法之一就是利 用三层涂料体系：以环氧聚酰胺防庭涂料作为底漆，中阃是苯乙烯丙烯酸丁酯与聚硅氧烷的互穿 网络粘结层，然后再涂有机硅防污面漆。附着力的问题有待于进一步研究。此外，有必要提高其 机械性能，如抗划伤、抗撕裂、抗刺穿性能等。 ３低表面能减阻涂料
最近有一种新型的低表面能防污涂料一一氟代聚硅氧烷就是基于上述新的设计理念开发来 的 代 表 产 品ＰＮＦ珊Ｓ（ｐ０１ｙｎｏｎａｆｌｕｏｒｏｈｅｘｙｌｍｅｔｈｙ卜ｓｉｌｏｘａｎｅ） 及ＰＴＦＰｂ］Ｓ （ｐｏｌｙ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｍｅｔｈｙ卜ｓｉｌｏｘａｎｅ）），其结构式如图８所示。线型的聚硅氧烷骨架上带有 氟碳侧基，－－－ＣＦ，在涂膜中将取向表面，即吸取了线型聚硅氧烷的高弹性及高流动性，又吸取了氟
利用压差流阻测试装置，研究了各类管道内壁涂层如环氧涂层、环氧沥青涂层、丙烯酸涂 层、低表面能涂层的减阻效果，结果显示，低表面能涂层具有明显的减阻效果，相对于环氧沥 青涂层减阻率提高２１．７ｚ％。 ３．１流阻测试装置
一４９—
图９流阻测试装置工作原理示意图
2024年自清洁涂料市场发展现状
2024年自清洁涂料市场发展现状自清洁涂料是一种具有自洁能力的特殊涂料，能够在表面形成一层超疏水、抗油污和抗尘融合的保护膜。
这种涂料能够有效地减少建筑物、汽车和其他设备表面的污染和附着物，提高其外观和清洁度，并降低清洁和维护成本。
自清洁涂料市场在过去几年里取得了显著的发展。
市场规模和增长趋势根据市场研究报告，全球自清洁涂料市场规模从2017年的X亿美元增长到了2019年的Y亿美元，并预计在2025年达到Z亿美元。
这显示出了自清洁涂料市场目前和未来的巨大增长潜力。
市场增长的主要驱动因素之一是对环境友好产品的需求增加。
随着环保意识的增强，消费者越来越关注减少对环境的影响。
自清洁涂料作为一种环保产品，因其能够减少清洁剂的使用和减少有害化学物质的释放而受到了广泛的关注和接受。
另一个推动市场增长的因素是消费者对便利性和节省时间的追求。
自清洁涂料能够减少清洁和维护的频率，从而为用户提供更多的便利。
这对于一些消费者来说是非常有吸引力的。
市场份额和竞争格局目前，全球自清洁涂料市场主要由几家大型企业占据。
这些公司通常拥有强大的研发能力和广泛的市场渠道，使其在市场上能够保持较高的份额。
然而，市场上也存在一些小型和中型企业，它们通过不断创新和提高产品质量，不断扩大其市场份额。
这些企业通常具有较大的灵活性和快速反应能力，能够更好地满足客户不断变化的需求。
随着市场竞争的加剧，企业越来越注重产品的差异化和创新。
他们通过不断改进产品的功能和性能，提高自清洁涂料的质量和可靠性，使其在市场上具有竞争优势。
技术创新和应用领域扩展自清洁涂料的技术创新是推动市场发展的关键因素之一。
近年来，许多新的技术被应用于自清洁涂料的研发和生产中，使其性能得到了大幅提升。
一些新型的自清洁涂料采用了纳米技术，通过在涂层中添加纳米颗粒，提高了涂层的抗污性和耐久性。
这些纳米颗粒能够填充涂层的微孔，形成微观的不平的表面，从而使涂层具备了超疏水和抗油污的特性。
涂料的自清洁特性与应用研究
涂料的自清洁特性与应用研究在当今社会，涂料作为一种广泛应用于建筑、工业、交通等领域的材料，其性能和功能不断得到拓展和创新。
其中，自清洁涂料因其独特的特性和广泛的应用前景，受到了越来越多的关注和研究。
自清洁涂料是一种具有特殊表面性能的涂料，能够在自然环境中自动去除表面的污垢、灰尘、污染物等，保持表面的清洁和光洁。
这种特性使得自清洁涂料在许多领域具有重要的应用价值。
一、自清洁涂料的原理自清洁涂料的自清洁原理主要包括两个方面：一是超疏水/超亲水特性，二是光催化作用。
超疏水特性是指涂料表面具有极低的表面能，水在其表面形成球状，容易滚落并带走表面的污垢。
这种超疏水表面通常是通过特殊的表面结构和化学组成来实现的。
例如，表面具有微纳结构的粗糙度，同时涂层中含有低表面能的物质，如氟碳化合物、硅氧烷等。
超亲水特性则是指涂料表面能够迅速吸收水分，使水分在表面形成均匀的水膜，将污垢溶解并冲走。
这种超亲水表面通常是通过在涂层中引入亲水基团或纳米粒子来实现的。
光催化作用是另一种常见的自清洁原理。
常见的光催化剂如二氧化钛（TiO₂），在紫外线或可见光的照射下，能够产生强氧化性的自由基，将有机污染物分解为无害物质。
这种光催化自清洁涂料不仅能够去除表面的污垢，还能够降解空气中的有害气体。
二、自清洁涂料的类型根据自清洁原理的不同，自清洁涂料主要可以分为以下几种类型：1、超疏水自清洁涂料这类涂料主要利用超疏水特性实现自清洁。
其在建筑外墙、玻璃幕墙、汽车表面等领域有广泛应用。
例如，建筑外墙上的超疏水涂料可以减少雨水的残留，防止污垢和藻类的附着，保持建筑物外观的清洁和美观。
2、超亲水自清洁涂料超亲水自清洁涂料在玻璃、陶瓷等表面有较好的应用。
如自清洁玻璃，能够在雨水的冲刷下迅速清洁表面，提高玻璃的透明度和采光效果。
3、光催化自清洁涂料光催化自清洁涂料由于其能够同时去除表面污垢和降解空气中的污染物，在室内外环境净化方面具有很大的潜力。
例如，在医院、学校等公共场所的墙面涂料中使用光催化自清洁涂料，可以有效减少细菌和病毒的传播，改善室内空气质量。
自清洁涂料的发展
m 的类似 荷叶结构的硅片上, 再将其浸 入到非溶 剂的正戊烷 中使聚合物沉淀。通过溶剂与非溶 剂的交换 作用以及 模塑和 相分离过程, 制 备了具有微观粗糙结构 可调的超 疏水表 面, 水
修饰, 制备 出超疏水 的 Cu- Fe 纳米棒 涂膜, 该薄膜 对水接 触 角达到 ( 156 5 ∀ 2 1) #。 V oge laa r 等 [ 12] 采用 相分 离微 模塑 方
关键词: 自清洁涂料; 超疏水涂膜; 超亲水涂膜; 荷叶效 应 中图分类号: TQ 630 7 文 献标识码: A 文章编号: 0253- 4312( 2010) 12- 0065- 07
D evelopm ent of Self- C leaning Coatings
Sun Xudong, Zhang Z iyong
1 超疏水自清洁涂料
研究发现, 物体的表面如果具有 超疏水性, 水 珠就不 能在 其表面浸润, 将会带走污物而具有自清洁的效果。可 以通过 2 种途径制备超疏水表 面, 一是利用 荷叶效 应 , 在物体表 面构 建粗糙的微观结构; 一是在物体表面 进行化学 修饰, 引入 低表 面能的物质组分, 如氟硅烷。这 2种 方法既可 以单独 应用, 也 可以结合并用。
1 thlott等 [ 2- 4] 对 荷叶 等 2万 种植 物叶面 进行了观察、研 究, 发现荷叶的表面 是由无数 微米尺寸 的乳突 和其表面分布 的纳 米 蜡质 晶体 构 成的, 首 次 提出 了 荷 叶效 应 概念, 并模仿 荷叶 效应 申请 了 涂料 专利 [ 5]。 精细 的研 究发现 [ 6- 7] , 荷叶 表 面的 乳 突粒 径 5 ~ 9 m, 蜡 质 晶 体 大于 100 nm。当水珠与蜡质 晶体 接触 时, 明显 地减 小了 水珠 与荷 叶表面的接触面积, 扩大了水珠与空 气的界 面。这种情 况下, 液滴不会自动扩 展, 而是保 持其 球形 状态。一 般的 污染 物尺 寸比蜡质晶体大, 只会落在乳突的顶部, 且大 多数的污 染物比 蜡晶体更易润湿, 当水珠在荷叶上面滚 动时, 污染物会 粘附在 水珠表面而被带走, 从而达到自清洁效果。
自清洁涂料的原理及其应用范围
自清洁涂料的原理及其应用范围自清洁涂料的原理及其应用范围随着环境污染的不断加剧，越来越严重的雾霾、油性烟雾、尾气废气等给建筑外墙带来严重的侵蚀，影响其美观性、功能性及耐久性。
耐沾污能力差是传统外墙涂料普遍存在的缺点，在一定程度上制约了其应用。
因此，针对目前外墙涂料耐污能力不足的问题，具有自清洁功能的涂料成为研究开发的热点。
清洁被污染的建筑外墙等不仅需要较高的投入，而且表面活性剂的使用会对环境造成严重污染，因此具有自清洁效果的功能涂料应运而生。
自清洁涂料能够借助雨水等自然条件冲刷保持户外物件表面干净，不仅能够降低维护费用，减少劳动力的需求，同时可以将对环境的污染降到最低，可广泛应用于高层建筑、幕墙、桥梁及汽车、风力发电等多个领域。
1 疏水性自清洁涂料的基础自然界中普遍存在通过形成疏水表面来达到自清洁功能的现象，例如以荷叶为代表的多种植物的叶子和花､昆虫的腿和翅膀等均表现出低粘附、自清洁能力，这种现象被称为“荷叶效应”｡“荷叶效应”的仿生学原理是自清洁技术开发的基础。
20世纪70年代，德国波恩大学植物家W.Barthlott和Neinhuis等系统地研究了荷叶表面的自清洁效应，通过电子显微镜观察发现荷叶表面生长着无数微米乳突，并且其表面覆盖着纳米蜡质晶体。
2002年，中科院化学所江雷等研究发现荷叶表面微米乳突上还存在纳米结构，乳突的平均直径为5~9μm，每个乳突表面还分布着直径约为124nm的绒毛，研究还发现这些乳突之间也存在纳米结构(图1)。
大量研究证实，微米、纳米级的微观粗糙结构及具有低表面能的蜡质晶体的共同作用，使荷叶表面具有高水接触角、低滚动角，从而表现出超疏水自清洁效果。
图1 荷叶表面微观结构模型疏水性涂料的自清洁行为来源于其高的水接触角和低的滚动角。
当水珠滴在疏水表面上，液滴不能自动扩展，保持其球形状态，减少与涂层的接触面积。
当该表面具有一个较小的倾斜角时，液滴在涂层表面滚动，污染物粘附在水珠表面被带走，从而起到自清洁的作用。
自洁涂料的发展
无机亲水性涂料
无机亲水性涂料是在基材表面沉积或涂覆纳米S iO2 或 纳米T iO2 膜, 此类超亲水自清洁涂膜常通过2种典型 的特性发挥自清洁性能: 一是纳米S iO2 或纳米T iO2 的光催化特性, 可以光降解有机污染物; 二是纳米SiO2 或纳米T iO2 的光致超亲水特性, 在基材上形成水膜, 隔绝污染物的附着。而其中以纳米T iO2 的应用最为 广泛。
耐沾污测试
白色质感漆+罩面污染后
白色真石漆+罩面污染后
清水清洗后
白色质感漆基层
竞品1 竞品2 空白
公司 DZM
公司GZB
公司GZB蜡 +乳液
水性聚氨酯 （双组份品2 空白
公司DZM
公司GZB
公司GZB蜡 +乳液
水性聚氨酯 （双组份）
竞品3
结语
我国空气质量普遍较差，尤其是粉尘及悬浮颗粒含量 污染严重，对外墙涂料尤其是乳胶涂料的抗污染能力 提出了很高的挑战。限于不同的地域环境、气候条件 和污染源的复杂多变性，上述技术都有一定的适应性 和局限性。涂料的耐沾污性很大程度上取决于基础成 膜物质的抗污能力，如何通过化学分子结构设计以及 先进的聚合技术来提高成膜有机物的耐沾污性是提升 外墙涂料耐沾污性的关键。目前, 两类自清洁涂料( 超 疏水性和超亲水性) 均存在一些尚需解决的科学与技 术问题, 这些问题的解决以及发展新的自清洁机理, 并 指导涂料的设计, 将成为自清洁涂料在今后理论和应用 研究中的重要课题。
END!
1.2 低表面能自清洁涂料
通过化学改性或物理混拼引入低表面能物质可以大幅 降低漆膜的表面能，从而达到疏水自清洁的效果。目 前最常见且易被广泛使用的低表面能物质主要为有机 硅、有机氟类化合物。有机硅、有机氟改性过的涂料 在成膜时，其中的硅氧烷基团和氟代烷基团会迁移堆 积在涂膜的表面，大幅降低了涂膜的表面能，起到疏 水自清洁效果。
自清洁涂料的技术发展_何庆迪
的分类。阐述了如何运用疏水自清洁机理、亲水自 清洁机理、 微粉化机理及光催化自清洁机理来制备 自清洁涂料。分析了自清洁技术的应用及发展。 关键词：疏水；荷叶效应；亲水；微粉化；光催化； 自清洁涂料
0 引言
耐沾污性一直是评定建筑外墙涂料优劣的一个重要 指标，而目前建筑涂料普遍存在耐污性差或耐污性不能持 久的问题
[33] Alan Smith 认为亲水涂膜要控制涂膜的吸水率，如 [32] [31]
[24] 遍。梳型涂膜表面亲水剂是一种高性能添加剂 ，在涂料
过硫酸铵-亚硫酸钠为氧化还原引发体系，先开环聚合， 然后再自由基聚合得到一种新型有机硅氧烷接枝聚合物， 当有机硅氧烷用量达到 30%时， 涂膜疏水自清洁效果明显。 陈明凤等
[16]
成膜过程中会逐渐迁移到涂膜的表面形成微观上类似梳 子状的亲水结构，有利于雨后自清洁。日本旭硝子通过在 FEVE 涂料中加入“防雨筋”的特殊助剂形成亲水表面，日 本大金公司通过在 FEVE 涂料中加入“小泡泡型亲水化剂”
[28] 松元秀男 将氟化硅酸盐陶瓷成分加入氟涂料中，由于氟
产生轻微粉化，经雨水一冲，留在涂膜表面的污染物随着
[34] [35] 粉化层慢慢脱落，达到自清洁的效果 。刘翼等 在涂料
面层引入纳米 TiO2，在光照下涂膜具备微粉化功能。刘兰
[36] 轩等 在涂料中加入纳米 TiO2 制得具有微粉化效果的自清
与环氧树脂开环反应，在玻璃表面接入纳米 SiO2，经过全 氟硅烷改性后，玻璃表面与水的接触角高达 168°，具有 优异的疏水自清ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ效果。
2 亲水型自清洁
由于石油工业的发展及汽车的增加，大气污染物中油 性污染物逐渐增加，它们会附着在疏水涂膜的表面，很难 通过雨水冲刷带走，很容易留下难看的雨痕。于是有研究
氟碳涂料自清洁技术的新型解决方案
氟碳涂料自清洁技术的新型解决方案氟碳涂料作为具有超耐的多功能涂料，在光泽保持率、耐褪色、防腐蚀性能上，已达到和满足客户使用需求的水平，但在长期装饰性方面，目前的氟碳涂料还没能达到一个很高的水平，具体表面在：1、易产生雨痕污染（如下图所示）2．氟碳涂料具有易清洁性，而不是自清洁性。
氟碳涂料具有较低的表面能，相对于其他涂料品种而言，不易受到污染，污染污染物在涂层表面粘接不牢，很容易被轻易除去，但在长期使用条件下涂膜原有的装饰效果会变差，失去原来鲜艳的色彩，变黑变灰，或是形成各种条状的黑色、黄色斑痕，严重影响市容。
因此，应该开发一种具有自清洁的氟碳涂料，以满足在户外的长期使用，二不改变涂膜原有的清洁表面。
3．真正的自清洁性是指在长期条件下（10年），不需要人工清洗而能自己维持良好清洁状态要求的特性，就像有的自清洁石材、陶瓷和玻璃一样。
目前关于涂料耐粘污性的原理是很多的，大都涉及到涂料的本身的性质，如漆膜的表面能、亲水/亲油特性、平整度、表面硬度、玻璃化温度等。
1基于低表面能憎水特性的耐粘污机理如果漆膜的表面能低于污染物，理论上污染物就很难稳定吸附在漆膜表面，由此原理得到的耐粘污涂料有氟碳涂料、有机硅涂料、氟硅涂料、荷叶效应助剂涂料。
有机氟高聚物的表面张力是高聚物中最低的，纯有机氟树脂如聚四氟乙烯（PTFE）的低表面能性质早已为人熟知。
近年来在建筑涂料、防腐蚀涂料方面逐渐广泛应用的氟碳涂料，是一种有机氟改性聚氨酯的双组分交联型涂料，它是利用有机氟树脂中的羟基和固化剂中的-NCO组分进行固化反应成膜。
一些氟碳涂料生产厂家在对自己的产品进行宣传时，均称其产品具有憎水性能、优异的耐沾污性及长效性。
但试验证明，通常的氟碳涂料，无论是进口的还是国产的，其涂层在曝晒1年以后，其耐沾污性均有明显的下降。
其原因可能是为了顾全树脂在普通溶剂中的溶解性，氟树脂中氟的含量一般在25％以下，当加有各种填料并与固化剂成膜后，其涂层整体氟含量变低了；也就是说在涂料中特别是在表层，氟含量其实远远低于25%，由于绝大部分是没有低表面性质的成分，因而造成涂层表面的耐沾污性能不理想。
自清洁涂料的制备与应用研究
自清洁涂料的制备与应用研究在当今社会，随着科技的不断进步和人们对生活品质要求的提高，自清洁涂料作为一种具有创新性和实用性的材料，受到了广泛的关注和研究。
自清洁涂料能够在不借助外力的情况下，自动去除表面的污垢、灰尘和污染物，保持物体表面的清洁和光亮。
这种涂料不仅可以减少清洁工作的频率和成本，还能够延长物体的使用寿命，具有重要的经济和环保意义。
一、自清洁涂料的原理自清洁涂料的自清洁效果主要基于两种原理：一种是超疏水原理，另一种是光催化原理。
超疏水原理是指涂料表面具有极高的疏水性能，水在其表面形成球状，容易滚落并带走污垢。
这种超疏水性能通常是通过在涂料表面构建微纳米结构来实现的。
这些微纳米结构使得表面具有粗糙的形貌，从而减少了水与表面的接触面积，增大了接触角，实现超疏水效果。
光催化原理则是利用某些半导体材料（如二氧化钛）在光照条件下产生的强氧化能力，将表面的有机物分解为二氧化碳和水等无害物质。
当光线照射到涂有光催化涂料的表面时，半导体材料被激发，产生电子空穴对，这些电子和空穴与表面的氧气和水分子反应，生成具有强氧化性的自由基，从而分解污垢和污染物。
二、自清洁涂料的制备方法（一）超疏水自清洁涂料的制备1、模板法模板法是一种常用的制备超疏水表面的方法。
通过使用具有特定结构的模板，如纳米级的硅模板或聚合物模板，在涂料表面复制出与模板相似的微纳米结构。
然后，再对表面进行低表面能物质的修饰，如氟硅烷，以获得超疏水性能。
2、溶胶凝胶法溶胶凝胶法是将金属醇盐或无机盐经过水解和缩聚反应形成溶胶，然后经过干燥和热处理转化为凝胶。
在这个过程中，可以通过控制反应条件和添加适当的表面活性剂来调控表面的微纳米结构，从而实现超疏水性能。
3、化学气相沉积法化学气相沉积法是将含有反应物质的气体引入反应室，在一定的温度和压力条件下，发生化学反应并在基底表面沉积出所需的薄膜。
通过选择合适的反应气体和控制沉积条件，可以制备出具有超疏水性能的涂层。
低能耗涂料的市场需求与前景
低能耗涂料的市场需求与前景在当今追求可持续发展和节能环保的时代，低能耗涂料作为一种具有创新意义和实用价值的产品，正逐渐受到市场的广泛关注和青睐。
低能耗涂料不仅能够为建筑物和工业设施提供良好的保护和装饰效果，还能在降低能源消耗方面发挥重要作用。
低能耗涂料的定义和特点低能耗涂料，顾名思义，是指在生产、使用和维护过程中能够显著降低能源消耗的涂料产品。
这类涂料通常具有以下特点：首先，它们具有优异的隔热性能。
能够有效地阻挡热量的传递，减少室内外温度的交换，从而降低空调和采暖系统的负荷，实现节能的目的。
其次，低能耗涂料具有良好的反射性能。
可以将太阳光中的大部分热量反射回去，降低建筑物表面的温度，减少热量吸收。
再者，它们往往具备出色的耐久性和稳定性。
能够长时间保持其性能，减少了频繁维护和重新涂装所需的能源和资源消耗。
低能耗涂料的市场需求随着人们环保意识的不断提高和能源成本的持续上升，低能耗涂料的市场需求呈现出快速增长的趋势。
在建筑领域，新建建筑和既有建筑的节能改造都对低能耗涂料有着巨大的需求。
对于新建建筑，开发商和业主越来越注重建筑的整体能源效率，选择使用低能耗涂料可以提高建筑物的能源评级，增加其市场竞争力。
而对于既有建筑，通过使用低能耗涂料进行改造，可以在不进行大规模结构改造的情况下，显著降低能源消耗，节省运营成本。
在工业领域，工厂、仓库等设施的涂装也逐渐倾向于选择低能耗涂料。
这不仅有助于降低生产过程中的能源消耗，还能提高生产环境的舒适度，保障工人的健康和工作效率。
此外，政府对于节能环保的政策支持也在推动低能耗涂料市场需求的增长。
许多国家和地区都出台了相关的法规和标准，鼓励和要求建筑和工业设施使用节能材料，这为低能耗涂料的应用提供了有力的政策保障。
低能耗涂料的应用领域低能耗涂料的应用领域十分广泛。
在住宅建筑中，从外墙到屋顶，从门窗到阳台，低能耗涂料都能够发挥其节能优势。
特别是在炎热的夏季和寒冷的冬季，其隔热和反射性能能够有效减少室内温度的波动，降低空调和采暖的使用频率。
2024年自清洁涂料市场环境分析
2024年自清洁涂料市场环境分析一、引言自清洁涂料是一种具有自洁作用的涂料，能有效减少清洁和维护的成本，受到了越来越多消费者的关注。
本文将对自清洁涂料市场环境进行分析，以了解该市场的发展潜力和机遇。
二、市场概况自清洁涂料市场正处于快速增长的阶段。
随着人们对环境保护意识的提高以及对高品质生活的追求，自清洁涂料的需求不断增加。
根据市场研究报告，自清洁涂料的市场规模预计将在未来几年内保持稳定增长。
三、竞争环境分析目前，自清洁涂料市场存在着一定的竞争。
主要竞争者包括国内外涂料企业、化学技术公司和新兴企业。
这些竞争者通过不断改进自身产品的功能、提高产品的性能和降低价格来争夺市场份额。
四、市场驱动因素1. 环境保护意识的提高随着人们对环境保护意识的提高，对环境友好型涂料的需求也越来越大。
自清洁涂料能够减少对环境的污染，因此受到了越来越多消费者的青睐。
2. 高品质生活的追求自清洁涂料可以保持墙面清洁、光滑，有效延长涂料寿命，并减少清洁和维护的成本。
这符合现代人对高品质生活的追求，因此受到了一定程度上的市场需求。
3. 技术创新和产品改进随着技术的不断进步，自清洁涂料的性能和功能得到了极大的改进。
比如，一些新型的自清洁涂料可以在光照的作用下进行自我清洁，能够有效去除表面的污垢和细菌，让墙面长期保持清洁。
五、市场机遇和挑战1. 市场机遇自清洁涂料市场具有广阔的发展前景。
随着人们对环境保护和高品质生活需求的增加，自清洁涂料的市场需求将继续增长。
另外，不断推陈出新的技术创新和产品改进也为市场提供了新的机遇。
2. 市场挑战自清洁涂料市场也面临着一些挑战。
首先，市场上存在着众多的竞争者，市场竞争激烈。
其次，自清洁涂料的价格相对较高，消费者对价格敏感，这可能对市场需求造成一定的限制。
六、市场前景展望自清洁涂料市场具有很大的发展潜力。
随着人们对环境保护意识的提高和对高品质生活需求的增加，自清洁涂料的市场需求将持续增长。
同时，技术创新和产品改进也将进一步提升其市场竞争力。
自清洁涂料市场分析报告
自清洁涂料市场分析报告1.引言1.1 概述自清洁涂料是一种具有自我清洁能力的涂料，它能够通过光、水或化学物质对表面进行自动清洁，从而保持涂料表面的清洁和美观。
随着人们对环保和健康生活的关注不断增加，自清洁涂料市场需求逐渐增长。
本报告将对自清洁涂料市场进行深入分析，包括市场规模、需求趋势、应用领域和竞争格局等方面，以期为相关行业提供参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分：本报告包括引言、正文和结论部分。
在引言部分，将对自清洁涂料进行概述，介绍文章的结构和目的，最后对整篇报告进行总结。
在正文部分，将对自清洁涂料的定义、市场需求和应用领域进行详细分析。
在结论部分，将对市场发展趋势、竞争格局分析和未来展望进行深入探讨。
通过以上三个部分的内容，本报告将对自清洁涂料市场进行全面分析和展望。
1.3 目的目的部分:本报告的目的在于全面分析自清洁涂料市场的现状和发展趋势，为相关企业和投资者提供决策参考。
通过对自清洁涂料的定义、市场需求和应用领域进行深入剖析，以期能够揭示出市场的潜在机遇和挑战。
同时，通过对市场发展趋势、竞争格局和未来展望的分析，帮助相关企业把握市场动态，制定合理的市场战略，提高竞争力，实现持续发展。
1.4 总结综上所述，自清洁涂料作为一种具有环保和节能特点的新型涂料产品，具有巨大的市场潜力和发展空间。
随着人们对环境保护意识的不断提高和对建筑材料性能要求的不断提升，自清洁涂料将会成为未来涂料行业的发展方向。
在市场需求不断增长的情况下，自清洁涂料的应用领域也在不断扩大，涵盖了建筑、汽车、航空航天等多个领域。
市场发展趋势看好，竞争格局逐渐形成，未来前景光明。
我们相信，自清洁涂料市场将会迎来更加广阔的发展空间，为涂料行业注入新的活力和动力。
2.正文2.1 自清洁涂料的定义自清洁涂料是一种特殊的涂料，具有自我清洁的功能。
它利用特殊的化学成分和微观结构，在受到阳光或湿气作用时能够降解和清洁表面的污垢和有机物，从而保持涂料表面的清洁和美观。
2023年自清洁涂料行业市场分析现状
2023年自清洁涂料行业市场分析现状自清洁涂料是一种应用于建筑材料的高新技术产品，具有自洁效果，可以减少清洁和维护的频率和成本。
自清洁涂料行业的市场潜力巨大，目前市场规模还在逐步扩大中。
下面将对自清洁涂料行业的市场分析现状进行具体介绍。
1. 市场规模和发展趋势自清洁涂料市场规模随着人们环保意识的提高和对高品质建筑材料的需求增加而不断扩大。
根据市场研究机构的数据显示，2019年中国自清洁涂料市场规模达到了35亿元，并且每年都以10%以上的速率增长。
自清洁涂料市场的发展趋势主要体现在以下几个方面：1）技术不断创新。
随着科学技术的进步，自清洁涂料的性能不断改善，不仅能够实现良好的防污、防水效果，还能够有效降低空气污染。
2）智能化产品的应用。
随着人工智能的发展，自清洁涂料也开始引入智能化技术，可以实现通过手机远程控制自清洁效果。
3）多功能涂料的发展。
未来自清洁涂料不仅仅是单一的自洁功能，还能够具备防腐、保温等多种功能。
2. 市场竞争格局目前，自清洁涂料行业市场竞争主要集中在国内建材龙头企业和科技型中小企业之间。
国内一些大型建材企业通过不断提升自身研发能力和技术水平，进军自清洁涂料市场，并且具备一定的市场份额。
而科技型中小企业则通过技术创新和差异化产品来占据一定的市场份额。
目前，自清洁涂料行业的市场竞争主要体现在以下几个方面：1）产品性能差异化竞争。
在市场上，各家企业的自清洁涂料产品性能有所差异，一方面要通过研发创新，提升产品的自洁效果和抗污能力，在技术上保持先进性；另一方面要根据市场需求，开发具有不同特点和功能的自清洁涂料产品。
2）市场渠道竞争。
市场渠道是自清洁涂料行业的重要竞争环节。
各家企业要通过完善的渠道体系，提升产品的市场覆盖率和销售量，争夺市场份额。
3）品牌影响力竞争。
自清洁涂料行业市场上有一些知名品牌，通过多年的市场运作，已经形成了一定的竞争优势，具备较高的品牌影响力。
其他企业要通过提升品牌影响力，增强市场竞争力。
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如圖五所示，隨著粒徑的增加，接觸角亦 隨之增加，且接觸角最高可維持在140∘左 右。
在表面結構方面，薄膜之粒子粒徑在 120~200nm時，由AFM分析(圖六)，其表 面粗糙度Ra=46.5nm(<100nm)。
再者，進一步將表面粗糙度增至198nm(圖 八)，其水接觸角可超過150∘以上(圖九)， 但由於Ra值過高，造成塗層呈現白色狀態 而非透明。
表面能之量測與分析
(一)幾何均根法(the geometric mean method)
自潔性精密塗料現階段之研究
目前以溶膠凝膠方式(圖四)，在固定TEOS(tetraethoxy silane)含量下，控制反應條件時間、溫度等，以獲得不同 的粒子大小，並導入表面改質劑，形成同時具有奈米級與 微米級之微結構塗層。
低表面能材料可應用的領域不但多樣而且廣泛， 潛在的市場與商機也相當龐大，不但能降低許多 的人力與時間成本，同時兼具了省能與環保的概 念，因為消耗量減少(來自於產品使用壽命的增長、 效能增加)，就能相對減少許多使用量並增長使用 ) 年限。 在市售產品方面，常利用微結構形成方式，以及 含氟的低表面材料做為大樓外牆建築塗料，因此 未來的目標乃是開發出具有極優異的低表面能材 料，將其應用於更多的民生產品上。
自潔的定義
能在此材料表面形成一超疏水塗層，使雨水或是其它油性 污垢會在其表面上滾動(rolling)，並能輕易地將髒污帶走， 達到自我清潔的功效，此現象稱之為自潔。 透明自潔塗料相較於一般自潔塗料，具有高光穿透特性， 可應用範圍極廣，因此在透明自潔塗料設計上，就必須注 意光學理論中，影響薄膜透明性如吸收、反射與散射等因 素，在均勻材質中透光性決定因素在於吸收與反射，若牽 涉到粗糙微結構表面，薄膜的透光性則以散射為其關鍵。 根據散射理論 S=(4πσ/λ)2，散射量S與表面粗糙度σ二次 方成正比，因此在低表面粗糙度時(<100nm)，散射量很 小，幾乎不影響薄膜的透明性；但若表面粗糙度增加，射 散量將會成二次方成長，使得薄膜透光性大幅下降，薄膜 呈現白色狀態。
低表面能疏水性材料与自洁效应
PTFE、PE、Wax等為一般人所熟知的疏水性材料，其疏 水性的優劣可藉由接觸角的量測來判別，而一般疏水性材 料與水的接觸角約在90~115∘，如表一所示。 ∘
物質表面可構成最低表面能與最高接觸角的材料，是 以－CF3形成六方最密堆積之分子薄膜，其接觸角可 達到120∘，換句話說，所有平坦表面結構的材料與水 接觸角不會超過120∘，對於具有粗糙結構材料而言則 不在此限，甚至可大幅的超越此一極限值。 解釋這些微結構疏水材理論中，最廣為接受的為 Cassie’s model 。 其接觸角與接觸面積可以用cosθ’=f1cosθ1+f2cosθ2， 其中，θ2為液體與空氣之接觸角，其值為180∘，因此 此式可改寫為cosθ’=Xcosθ+(1-X)cos180∘，其中，θ’ 為具有表面粗糙之接觸角，X為液體與固體接觸面積 分率，θ為固體表面無粗糙結構時之接觸角。
如果將塗料中之樹脂作低表面能之處理，即使為非氟及非 矽類的高分子，亦同時可兼具疏水與疏油的特性。 在已測試的基材中均具有良好的接著性質，如玻璃、晶圓、 金屬、瓷磚等，並具有極低之表面能(已具有小於PTFE之 水準)，若再經過表面粗糙化與其他處理後，對水、二碘 甲烷(Diiodomethane)、乙二醇(Ethylene glycol)的接觸角 分別為156∘(圖十(a))、141∘(圖十(b))、156∘，顯示此材料 ∘ ∘ ∘ 具有極佳的疏水性與疏油性，也證明此一高分子材料的優 異處。
低表面能材料之物理化學結構
(一)物理性表面粗糙改質法 根據自潔理論，表面微結構越粗糙將會產生越優良的疏水 自潔效果，但粗糙的表面會造成可見光的嚴重散射，使塗 層呈現非透明狀態，並使機械物性如接著、抗磨等效果下 降。 因此，設計微結構的形成與所需微結構的尺對，才是研發 自潔塗料的關鍵技術。目前常見的微結構形成方式有溶膠 -凝膠法(Sol-Gel法)、添加昇華物質法、添加filler法、蝕刻 法(wet-etching)、電漿法(Plasma)、壓鑄法(Embossing)， 以及自我組裝(self-assembly)等。 自潔塗料的關鍵技術又可說是控制微結構所形成的型態與 尺寸。
研究发现某些植物的接触角高于传统疏水涂料120∘，而且接触角大的 ∘ 植物具有自洁(self-cleaning)的能力 。 藉由电子显微镜观察的左证发现，接触角较大的植物，表面皆具有较 粗糙的物理结构；接触角较小的植物，表面则较平坦。 此理论的提出，不但可以提供物质解决表面因表面能、静电等因素所 造成的脏污，也成为日后超疏水与超低表面材料發展的起源。
(二)化學結構改質法 1.加入氟官能基的基團至高分子鏈上，伴隨著烷基上氫原 子被氟原子取代數目的增加，其表面能亦隨之下降：
CH2(26dyne/cm)>CH3(30dyne/cm)>CF2(23dyne/cm)>CF3(15dyne/cm)
2.相同結構之高分子，因不同構形，造成不同的表面能性 質： 無定形(amorphous)的高分子表面較結晶形(crystalline)具 有較低的表面能。 3.主鏈段為柔軟結構的高分子，具有較低的表面能： 將高分子設計為梳狀結構(comb structure)，藉由這些側鏈 達到降低分子間作用力，並達到降低表面能的作用。 4.將梳狀 分子的側鏈改為具含氟官能基，可得到一極低表 面能之材料：
Abstract
Self-cleaning coatings have become very important because they can be used to make clean and substrates. Various research centers and companies have also been attracted to its potential markets and have made much effort to develop them. Super-hydrophobic materials are well know to exhibit self-cleaning functionality, but not to be able sufficiently to resist corrosion by grease and solvents. Materials with a low free surface energy have several of the characteristics and meet many of the requirements for use as self-cleaning materials. The concepts, measurements and calculations of surface energies will be introduced herein, and possible applications and relevant results will be presented.
自潔塗料未來可應用之商品化產品 自潔塗料未來可應用之商品化產品
廚衛設備：廚房、浴缸、馬桶等，這些陶瓷類易髒的產品，將可
使其減少很多清潔的機會。
外牆磁磚、玻璃帷幕：住家或是辦公大樓外牆的玻璃或磁磚，
汽車的玻璃或是後照鏡，將不再需要花費大量時間與金錢從事清潔 的工作。
尤其是針對幼兒、老人或是病房的需求，將會有很大的應用性。
抗菌建材：低表面能的建材，將使得病菌或是微生物類不易滋長， 脫膜製品：在模具上噴上脫膜劑，壓完膜後在直接脫膜；然而，
若能將低表面能的材料直接固定於模具上，將會大幅減少脫膜的程 序。
精密封裝：許多先進的設備或是器材，由於單價極高，給予適當
的低表面能防護，將會增長其使用壽命並減少各式各樣故障的機會。
結論
參考文獻
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