纳米材料在涂料改性中的应用
纳米SiO2在涂料中的应用研究
绍了加入纳米 Ｓ ， ｉ 对涂料综合性能 的影响。 Ｏ
在建筑 涂料 中， 加入少 许纳米 Ｓ ， 以 明显提 ｉ 可 Ｏ
１ 纳米 ＳＯ２ ｉ 的特性及 形态
纳米 ＳＯ 是 一 种无 毒 、 色 、 污染 的无 机非 金 ｉ， 无 无
从 而 改 善基 体 分 散性 。
金 祝 年 ［ ＿ 用 纳 米 ＳＯ 改 进 外 墙 涂 料 的性 能 ， １应 ０ ｉ，
发现纳米 Ｓ ， 降低涂料的色差值 ， ｉ 能 Ｏ 提高耐老化性 。 王亚强等人 ＿ 着重研究 了纳米 ＳＯ 复合建筑涂料 的 １ ¨ ｉ， 稳定性 ， 最终发现 了纳米 ＳＯ 对稳定性 的影响 因素。 ｉ，
０ 引言
粒 径处 于 １ １０ｎ ～ ０ ｍ的微 粒 称 为 纳米 纳 米 Ｓ 子 为 蓬 松 粉 体 状 态 ，纯 度 可 达 ｉ 粒 Ｏ
９ ．％ 以上 。纳米 ＳＯ 的 Ｔ Ｍ（ 射 电镜 ） 片表 明： ９９ ｉ： Ｅ 透 照
纳米 Ｓ ， ｉ 俗称 “ Ｏ 超微 细 白炭黑 ” 是一种无定 形 的白 ，
的紫外光照射下 ， 其吸收率可 以达到７ ％以上＿ ； ０ １ 在波长 ４ ０ｎ ０ ｍ以 内的红外光照射下 ， 其反射率高达
７ ％以上 。 ０ 将纳米 ＳＯ 添加到涂料 中 ， 以起 到抗紫 ｉ， 可
外 光 和热 老 化作 用 ， 强涂 料 的隔 热性 。 增
不仅可以防雾与紫外线 ， 还适用于高层建筑等玻璃 。 纳米 二氧化硅在耐磨涂料 中的发 展趋 势大概归
热点和发展方向。
第７ 期
董
辉 ， ：纳米 ＳＯ 在涂料 中的应用研究 等 ｉ：
纳米材料在建筑中的改性应用及发展趋势
纳米材料在建筑中的改性应用及发展趋势近年来，纳米科技的快速发展，让我们的生活中产生了很多变化，不管是从衣服、电子产品到医学领域，都有着纳米科技的应用。
而在建筑工程中，纳米材料的应用也有相当大的潜力。
本文将从纳米材料改性的原理、纳米材料在建筑工程中的应用以及纳米材料的发展趋势等方面探讨纳米材料在建筑中的改性应用及发展趋势。
一、纳米材料改性的原理纳米材料因其小尺寸和巨大的比表面积，具有其它普通材料不具备的物理、化学特性，如纳米银粉、纳米二氧化钛等材料都具有良好的抗菌性、光化学性、光催化作用等。
因此可以将其应用于建筑材料的改性中，实现增强材料的性能、提高材料的稳定性、降低材料的损耗等。
二、纳米材料在建筑工程中的应用1. 纳米涂料纳米涂料是一种新型的涂料，在比传统涂料更薄的情况下，可以具有更高的强度和抗腐蚀性，同时还可以降低涂料使用时的挥发性有机物排放，保护环境，还可以提高涂层的透明度和光泽度，延长涂层的使用寿命。
在建筑工程中，纳米涂料经常应用在墙面、屋顶以及地面等处进行保护性涂覆和装饰性涂覆，以实现更长时间的保护和修补。
2. 纳米水泥纳米水泥是通过纳米粒子来改性水泥的材料。
通过将纳米颗粒材料与水泥混合，可以有效提高水泥的硬度、降低水泥的透气性和水渗透性，同时还可以提高其防火性能，使得其在一定的温度下能够继续使用，减小木材等非常规材料的使用量。
3. 纳米玻璃纳米玻璃是一种新型的玻璃材料。
它是通过纳米粒子来改性玻璃的材料，使得玻璃的硬度有所提高，并能增加涂膜的附着力。
在建筑工程中，纳米玻璃经常应用于窗户、玻璃幕墙、墙面隔板等材料中，以增强玻璃的抗冲击性能。
纳米石墨烯是一种新型的纳米材料。
它是由单层碳原子层组成的极薄材料，其具有优异的排排错性能，抗拉性和稳定性。
在建筑工程中，纳米石墨烯经常应用于混凝土和水泥等材料中，以提高它们的强度和抗压性能。
三、纳米材料的发展趋势纳米材料具有广阔的应用前景，也是未来建筑工程材料的研究方向之一。
纳米材料的发展及其在涂料上的应用
纳 米材 料 的发展 及 其 在 涂 料 上 的应 用
冯 凌 霞
ｆ 中北 大 学 外 语 系 山西 太 原 ００５１ ３０ １
【 摘 要 】 纳 米 技 术 正 在 创 造 一 个新 的人 类 环 境 。 它具 备 有 奇特 而优 异 的性 能 。 的成 果 正在 广泛 应 用 于各 个 领 域 它
的粒 径在 １ １０ａ 之 间 。和广义 上讲 也还 应包括 三 维 ～０ ｍ
纳米 材料 是２ 世 纪 ８ 年 代 中期 发展 起来 的一 种材 ０ ０ 料， 它是材 料史 上 的一次 革命 ， 当普通材 料 晶粒尺 寸达 到纳 米数 量级 时 ，它就 具备 奇特 而优异 的性 能 ，如力 学、 学、 热 电学 、 光学 、 学 、 学等 。 极大 地改 变着 人 磁 化 它 们对 物质 世界 的认识 。纳米 材料科 技是 人类 认识 世界
目前 的 大部分 纳米 材料 改性 建筑涂 料 都采 用 以助 剂 的方式 加 人涂料 中 ，加人 方 式又 分为 直接加 入 和制
成分 散浆 加人 ，直 接加 人方 式是 在涂 料 配料 阶段 以粉
料 直接加 人 ， 经过 高速 分散 或研磨 ， 合要 求后 再加 人 符 涂 料其 它组份 ， 制成 建筑米数 量级 深入 到纳 米数 量级 的一 次质 的飞跃 。
结 构 中有 一 维 长 度 在 １ １０ａ ～ ０ ｍ之 间具 有 特 殊 物 理 化 学性 能 的材 料 。 该注 意 的是 ， 应 同一种 纳 米材料 由于粒 径大 小不 同 ， 材料性 能 也会有 很 大差异 。 上面提 到 的纳
的性 能 ， 应该说 取得 了可 喜 的进步 。 是我 们应该 清 醒 但
地认 识 到 ，纳 米材料 在 涂料 中 的主要应 用 方式是 把 纳
纳米技术在涂料中的应用研究
纳米技术在涂料中的应用研究在当今科技飞速发展的时代，纳米技术作为一项具有巨大潜力的前沿科技，正逐渐在各个领域展现出其独特的魅力。
涂料行业也不例外，纳米技术的引入为涂料的性能提升和功能拓展带来了全新的机遇。
一、纳米技术概述纳米技术是研究在纳米尺度（1 100 纳米）范围内物质的特性和相互作用，以及利用这些特性来创造新材料、器件和系统的一门科学技术。
在这个尺度下，物质会呈现出与宏观状态截然不同的物理、化学和生物学特性。
纳米材料具有比表面积大、表面能高、量子尺寸效应等特点。
例如，纳米粒子的小尺寸使得它们能够更均匀地分散在基质中，从而显著改善材料的性能。
二、纳米技术在涂料中的应用优势（一）提高涂料的耐腐蚀性传统涂料在面对恶劣环境时，往往容易出现腐蚀现象，从而降低使用寿命。
而纳米粒子的加入可以形成更加致密的涂层，有效阻止腐蚀介质的渗透，显著提高涂料的耐腐蚀性。
（二）增强涂料的耐磨性纳米粒子的高强度和高硬度特性能够赋予涂料更好的耐磨性能。
在一些需要经常摩擦的表面，如机械零件、地板等，使用纳米涂料可以大大延长其使用寿命。
（三）提升涂料的抗紫外线性能紫外线是导致涂料老化和褪色的重要因素之一。
纳米级的紫外线吸收剂能够更有效地吸收和散射紫外线，保护涂层不受损害，保持颜色的鲜艳和持久。
（四）改善涂料的抗菌性能在一些对卫生要求较高的场所，如医院、食品加工厂等，抗菌涂料的需求日益增加。
纳米银、纳米氧化锌等具有良好的抗菌性能，将其添加到涂料中可以有效抑制细菌和霉菌的生长。
三、纳米技术在涂料中的具体应用（一）纳米二氧化钛在涂料中的应用纳米二氧化钛具有良好的光催化性能，能够分解有机污染物，同时还具有自清洁功能。
将其应用于外墙涂料中，可以使建筑物表面保持清洁，减少清洗的频率和成本。
（二）纳米碳酸钙在涂料中的应用纳米碳酸钙可以提高涂料的遮盖力、光泽度和稳定性。
在水性涂料中，纳米碳酸钙能够改善涂料的流变性能，使其更容易施工。
（三）纳米氧化锌在涂料中的应用纳米氧化锌不仅具有优异的紫外线屏蔽性能，还具有一定的抗菌作用。
纳米材料在钢结构防火涂料中的应用分析
西
化
工
２ ０ １ ３年第 ２期
纳 米材 料在 钢 结 构 防火 涂 料 中 的应 用 分 析
聂 晓胜
（ 江西省公安消防总队吉安支 队）
摘 要： 鉴 于防火涂 料对 钢结构耐火性 能影响的重要性 ， 本文对 几种通过 纳米材料改
性 的防火涂料性能进行分 析比较源自， 结果发现 ， 不同的纳米材料及 其添加 量对钢结构耐 火极
北京航空航天大学材 料学 院 的付若 愚等研究 将纳
米Ｓ ｉ Ｏ ： 应用到水性 超薄型钢 结构 防火涂 料 中… ， 经耐
四川大学材料学 院的邹 敏等 以经 硅铝复合 包膜改
性后 的纳 米 Ｔ ｉ Ｏ 与 防 火 涂 料 共 混 后 用 超 声 波 处 理
２ ｈ－ ２ ］ 并与 未添加的纯防火涂料进行对
，
比， 来 考察纳米
Ｔ ｉ Ｏ ，的用量对 防火涂料性能 的影 响。他们分 别测定 了
时， 亦能满 足人们高装饰 性要求 ， 此外 还降低 了工程 总
一
性能 ， 可 以屏蔽 大部 分 紫外 光可 以有效 延缓 涂料 的老
化进程 ， 保持 防火性能的稳定性。
２ ． 纳米 Ｔ ｉ Ｏ ２
般不需辅 助设施 ， 涂层重量 轻 ， 还有一定 的美观 装饰
作用 ， 施工与维 修均 较方 便 的特 点 ， 因此 ， 采 用 防火涂
料涂覆保 护钢结构往往成为 首选的 防火保 护措施 。其 中， 超薄型钢结 构 防火涂 料 品种粒 度 更细 、 涂 层更 薄 、 施工方便 、 装饰 性 更 好 ， 在 满 足钢 结 构 防火 要 求 的 同
北京科技大学腐蚀 与防护 中心 的咸 才军等将多 种
有机颜料的表面纳米包覆改性及其在涂料中的应用研究
有机颜料的表面纳米包覆改性及其在涂料中的应用研究一、本文概述随着科学技术的不断发展，有机颜料作为涂料工业的重要组成部分，其性能的提升和改性一直是研究的热点。
其中，表面纳米包覆技术作为一种新兴的改性方法，近年来受到了广泛关注。
该技术通过在有机颜料表面引入纳米级别的无机材料，形成一层或多层包覆层，从而改变颜料的表面性质，提高其稳定性、分散性、耐候性和耐腐蚀性等。
本文旨在探讨有机颜料的表面纳米包覆改性技术及其在涂料中的应用，分析改性前后的颜料性能变化，为涂料工业的发展提供理论支持和实践指导。
文章将首先介绍有机颜料的基本性质和应用现状，阐述表面纳米包覆改性的基本原理和方法。
接着，通过具体的实验研究和数据分析，探讨不同纳米包覆材料对有机颜料性能的影响，以及纳米包覆层在涂料中的稳定性和分散性。
在此基础上，文章还将对表面纳米包覆改性后的有机颜料在涂料中的应用进行深入研究，评估其在不同涂料体系中的表现，为实际生产中的应用提供指导。
本文旨在全面系统地研究有机颜料的表面纳米包覆改性技术及其在涂料中的应用，为提升涂料性能和拓展有机颜料的应用领域提供新的思路和方法。
二、有机颜料表面纳米包覆改性的原理与方法有机颜料的表面纳米包覆改性是一种通过物理或化学方法在颜料表面形成一层纳米级的包覆层，以改善其性能并扩大其应用范围的技术。
其原理主要基于纳米包覆层对有机颜料表面的覆盖和保护，以及由此产生的表面效应和界面性质的改变。
纳米包覆改性的原理主要包括两个方面：一是纳米颗粒对有机颜料表面的覆盖和包裹，形成一层阻隔层，保护颜料免受外界环境的侵害；二是纳米颗粒与有机颜料表面之间的相互作用，如化学键合、物理吸附等，从而改变颜料的表面性质，如润湿性、分散性、光稳定性等。
物理法主要包括机械混合法、超声波法、球磨法等。
这些方法主要通过物理作用力将纳米颗粒与有机颜料混合在一起，形成包覆层。
这种方法操作简单，但包覆效果往往不够理想，纳米颗粒与颜料之间的结合力较弱。
纳米技术在建筑材料中的发展与应用
纳米技术在建筑材料中的应用越来越广泛，其主要优势是可以带来材料的高性能和多功能特性，进而提高建筑材料的性能、耐久性和安全性。
以下是纳米技术在建筑材料中的一些发展与应用：
1. 纳米改性剂：通过添加纳米改性剂，可以对建筑材料进行表面改性，提高材料的耐久性、抗污染性和防水性等，从而提高材料的性能和寿命。
2. 纳米氧化物：纳米氧化物如二氧化钛和氧化锌等，可以用于建筑涂料和玻璃幕墙的制备，具有防紫外线、自清洁、抗菌等多种功能。
3. 纳米碳管：纳米碳管可以用于增强混凝土和增加其力学性能，同时还可以降低混凝土的渗透性和提高其耐久性。
4. 纳米气凝胶：纳米气凝胶可以用于隔热、保温和吸声等方面，可以有效地提高建筑墙体的节能性能。
5. 纳米硅酸盐：纳米硅酸盐可以用于制备高性能水泥基材料，如高强度混凝土、自密实混凝土等，同时还可以提高材料的抗裂性和耐久性。
总之，纳米技术在建筑材料中的应用领域广泛，可以带来很多新的功
能和性能，进而提高建筑材料的质量和安全性，促进建筑行业的可持续发展。
纳米材料在涂料中的应用
纳米材料在涂料中的应用纳米材料是近年来进展起来的一种新型高性能材料，熟悉这种材料的性能和拓展其应用领域，是很多材料工作者特别感爱好的课题。
着重介绍了近年来国内外有关纳米材料在涂料中的应用和争论开发状况，并对其进展方向提出了一些建议。
纳米材料的晶粒尺寸、晶界尺寸、缺陷尺寸均在IoOnm以下，随着晶格数量大幅度增加，材料的强度、韧性和超塑性都大为提高，对材料的电学、磁学、光学等性能产生重要的影响。
纳米材料有四个基本的效应，即小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应，因而消失常规材料所没有的一些特殊性能，如高强度和高韧性、高热膨胀系数、高比热和低熔点、奇怪的磁性和极强的吸波性等，从而使纳米材料已获得和正在获得广泛的应用，如以纳米二氧化铁改性做成的陶瓷，其硬度和强度是一般陶瓷的3-4倍;；用纳米材料制造电子器件，可使电子产品的体积大大缩小，电子元件信息存储量大为增加;以纳米材料做成的磁性材料在高频场中具有巨磁阻抗效应，已成为铁氧体用于功能变压器、脉冲变压器、高频变压器、扼流圈、互感器磁头、传感器等的有力竞争者。
以无机纳米材料与有机高分子树脂复合，通过精细掌握无机纳米粒子匀称分散在高聚物基体中以制备性能更加优异的新型涂料是近几年的事，国内外有关这方面的报道正在不断增加。
1国外争论概况国外将无机纳米材料用于涂料中的一个最胜利例子莫过于军事隐身涂料，用纳米级的碳基铁粉、银粉、铁氧体粉末改性的有机涂料到飞机、导弹、军舰等武器上，使该装备具有隐身性能，由于纳米超细粉末具有很大的比表面积，能汲取电磁波，同时纳米粒子尺寸远小于红外及雷达波波长，对波的透过率很大，因此不仅能汲取雷达波，也能汲取可见光和红外线，由它制成的涂层在很宽的频带范围内可以躲避雷达的侦察，同时也有红外隐身作用。
现在，隐身涂料作为隐身技术的关键技术之一，已不仅仅用于飞航导弹等飞行器上,最新的进展是几个主要工业化我国和军事强国已开头将隐身涂料技术应用于海军舰艇、隐身装甲车、隐身水雷、隐身火炮、隐身坦克、隐身车辆、隐身雷达、隐身通讯系统、隐身工程、隐身工事、隐身机器人、隐身作战服和红外隐身照明弹等技术装备上。
纳米材料在涂料中的应用
纳米材料在涂料中的应用纳米技术是21世纪以来的重大科学技术革命之一，具有广泛的应用前景。
涂料作为人们日常所接触的生活中不可或缺的一种材料，对其质量、功能和效率的要求越来越高，因此，纳米技术在涂料中的应用将是未来发展的重要方向。
纳米材料概述纳米材料是指晶粒或粉体的颗粒大小小于100纳米的材料，具有超大比表面积和量子效应，在材料学、化学、物理学和生物学等领域具有广泛的应用。
常见的纳米材料包括纳米氧化铁、纳米二氧化硅、纳米碳管、纳米金粉等。
纳米材料在涂料中的应用1. 增强附着力将纳米材料添加到涂料中，可以提高涂料的附着力和硬度。
例如，添加纳米二氧化钛可以提高油漆对金属表面的附着力，延长油漆的使用寿命。
2. 提高抗腐蚀性纳米氧化物具有优异的抗氧化性能和稳定性，将其添加到涂料中可以提高涂料的抗腐蚀性能。
可以将纳米氧化铁添加到金属表面的涂料中，使其形成一层保护膜，有效延长金属的使用寿命。
3. 提高耐磨性纳米材料具有高硬度和优异的机械性能，添加到涂料中可以提高涂料的耐磨性，增加涂层的使用寿命。
例如，将纳米硅酸钙添加到地面涂料中，可以提高其耐磨性和耐久性。
4. 改善光学性能纳米材料对光线的吸收、反射和透射率有一定的影响，将其添加到涂料中可以改善涂料的光学性能。
例如，将纳米二氧化钛添加到墙面涂料中，可以提高涂料的遮盖力和耐久性。
5. 提高导电性和热导性添加纳米碳管或纳米金粉等纳米材料可以提高涂料的导电性和热导性能。
例如，在智能玻璃涂料中添加纳米碳管可以提高其导电性，实现涂层的自我调节功能。
总体而言，纳米材料在涂料中的应用可以改善涂料的性能和质量，提高涂料的舒适性和应用效果，有利于实现涂料产业的可持续发展。
纳米改性涂料的发展及应用
用也极其广泛 ， 根据其在复合材料中添加量的不同， 可制得以下几种产品： 常规复合材料 、 插层复合材料 和剥离复合材料 。在涂料 中添加适量的黏土， 可以 大幅度地提高涂料的力学性能和热工性能。将黏土 进行改性然后添加 到涂料 中， 不仅可 以提高涂料 的 柔韧性和抗冲击性 ， 并 且可以在一定程度上改善涂 层 的光学 性 能 ， 从 而得 到一 种新 型 的建筑 涂料 。
此， 开 发和应 用 高水 准 的 建筑 涂 料及 施 工 工 艺 已经
提高外墙涂料的耐候性是外墙涂料的发展方向
之 一 。纳 米级颜 涂料 在耐 候性 能方 面有 了大 幅度提
高， 纳米级颜填料粒子能够吸收紫外线 ， 因此这种材
料可 起到 紫外线 吸 收 剂 的作 用 ， 可 以有 效 地增 强 涂 料的 耐 老 化 性 能。纳 米 Ｚ ｎ Ｏ、 Ｓ ｉ Ｏ 、 Ｔ ｉ Ｏ ： 、 Ｆ ｅ ２ Ｏ 、
２６ ・
２ 纳米材料对涂料性 能的影 响
２ ． １ 纳米 Ｓ ｉ Ｏ 对涂 料性 能 的影 响 在 建筑 内外 墙涂 料 中加 入 适量 的纳米 Ｓ ｉ Ｏ ： 后，
积相对于 其他 的纳米 材料 更 高 ， 最 高 可达 ７ ０ ０～
８ ０ ０ ｍ ／ ｇ 。 黏 土作 为 一 种 添 加 剂 在 复 合 材 料 中的 应
成为当今许多学科 的研究 热点 Ｊ 。随着纳米技 术 和纳米材料的飞速发展 ， 纳米材料 已经应用到建筑
业 中的方方 面面 ， 如 掺 入 混凝 土 、 水泥 、 涂 料 等 基 础
Ｃ ａ Ｃ Ｏ 等微粒都具有大颗粒所不具备的特殊光学性 能， 普遍存在 “ 蓝移 ” 现象 ， 添加到涂料 中能对涂料
率 高达 ７ ０ ％ 。纳米 Ｓ ｉ Ｏ 分 子结 构 中具 有 大量 的不 饱 和键 ， 这 些不饱 和键 的存 在表 现 出极 强 的活性 ， 可
纳米技术在涂料生产中的应用
纳米技术在涂料生产中的应用文章对纳米材料及其特性进行了详细的介绍，论述了纳米材料对涂料性能的影响，并对纳米二氧化硅和二氧化钛加入到苯丙涂料中影响效果进行了试验探究，最后对纳米技术在在涂料生产中的应用进行了阐述。
为纳米技术在涂料生产中的推广应用提供了有效地支持。
标签：纳米技术；涂料；特性；应用引言涂料是现代社会中用途广泛、用量极大的化工原料，建筑涂料是用量最大的一类，然而随着人们对自身环境的重视，对涂料的要求也越来越高。
纳米技术是近年的新兴技术，纳米材料凭借其微小的粒径和独特的性能在物理、化工、航天等领域有着很好地应用前景，目前纳米材料能够应用在涂料生产的有纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化银等，这些纳米技术的应用不仅提高了涂料的涂膜性能，还使涂料具有了杀菌、自洁等功能。
文章根据生产调研，对纳米材料的加入对涂料性能的影响进行了具体的研究，并对苯丙涂料中加入纳米材料后的性能改变进行实验验证，最后对纳米技术在涂料生产中的应用效果进行了细致的论述，为纳米材料在涂料生产的应用推广提供了支持，也为涂料自身的进一步发展和应用提供了很好地支撑。
1 纳米技术在涂料中的应用分析1.1 纳米技术及纳米材料简介纳米材料通常是指粒径在1nm到100nm之间的材料，这种材料通常具备特殊的物理化学性质，而纳米材料加入其它物质中往往会改变其它物质的性质，这种纳米材料改变其它材料性质的技术称为纳米技术。
纳米材料因其粒径过小而具有界面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等，从而改变了材料的性能，并影响了其它物质的性能。
从物理学角度解释是：纳米粒度过小，其表面就占有了很大的比例，当粒度小于10nm时，材料表面的原子占材料原子总数的三分之一以上，处于表面的原子与内部的原子所处的化学环境完全不同，就会表现出一些特殊的物理化学性质，叫做表面相。
在大块材料中，由于处于表面的原子远小于体内原子，所以表面相很难表现，而纳米材料的表面相现象就十分明细，如：在催化过程中，粒度表面结构的变化、表面的吸附以及表面的扩散等。
纳米颗粒改性功能涂料的研究进展
料的改性研究工作中， 得到了广泛 的应用。
纳 米 改 性 功 能涂料 ，是 指 以纳 米 颗 粒作 为 功 能
维持稳定的状态 。常用高速分散机 、 高速搅拌机 、 高 能研磨机和超声分散设备等 ，实现纳米颗粒在涂料 中的分散 。 利用纳米粒子表面存在 的等电点 ，通过调节树
填料 ， 与普通涂料复合而成的新型涂料 ， 改性涂料 中 含有分散均匀的纳米级颗粒 ，由于纳米颗粒 比表面
《 装备制造技术｝ ０ 年第 １ 期 ２１ １ ２ 纳米颗粒的亲油性 ， 使其在丙烯酸涂料 中分散均匀 ，
可知 ， 对于纳米复合涂膜 ， 其磨损率是逐渐 降低的 ，
涂膜 的机械性能得改善 ，与未经改性 的纳米涂料相 而普通涂膜则呈现上升趋势 ；纳米复合聚氨酯漆膜 比， 涂膜 的吸水性 和渗透性 明显降低 ， 可提高涂膜 的 与普通聚氨酯漆膜失重 比为 ０ ６ ． ，维 氏显微硬度相 ６ 抗腐蚀性 。表面化学改性 ， 目前纳米颗粒分散方 应 提高 ７％， 是 同时 ， 纳米复合环氧漆膜与普通环氧漆
如何实现纳米颗粒在 缺点。如何进一步提高功能涂料性能 ， 充分作 中急需解决 的 改性涂料 中分散均匀与稳定 ，是纳米涂料制备过程 中存在的重要问题。 问题 。
纳米 材 料 以其 优 异 的性 能 Ｅ益 受 到关 注 ，运 用 ｔ 分 散 纳米 粒 子 的 方法 ， 物理 机 械 分 散 、 粒 表 有 颗 纳米颗粒对涂料进行改性 ，可 以显著提高涂料 的性 面 化学 改性 和 电化 学方 法 。 物理机械分散 ，是通过作用于纳米颗粒 的外界 能 。 纳米 材 料 具 有表 面效 应 、 尺 寸 效应 、 小 量子 尺 寸 使之远离原来 的平衡位 置 ， 而达到新 的平衡 ， 并 效应 和宏观量子效应等特殊性质【 已逐步在传统材 力 ， ” ，
纳米技术在新型建筑涂料中的应用
第22卷第6期2007年12月宿州学院学报Journal of Suzhou University Vol.22,No .6Dec 12007纳米技术在新型建筑涂料中的应用宋小杰1, 刘 超2,3(1.安徽建筑工业学院材料与化学工程学院,安徽合肥 230601;2.宿州学院化学与生命科学系,安徽宿州 234000;3.安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽芜湖,241000)摘要:介绍了纳米技术在涂料方面的应用情况,并展望了纳米技术在建材领域的应用前景。
通过论述认为,纳米技术为纳米材料的广泛应用提供了可靠的技术基础和理论指导,也为研制新型建材提供了新的思路。
关键词:纳米技术;建筑涂料;应用中图分类号:TV 56 文献标识码:A 文章编号:1673-2006(2007)06-0107-04收稿日期:2007203223基金支持:安徽建筑工业学院硕士科研启动基金(2006120132)。
作者简介:宋小杰:(1981-),女,安徽宿州人,硕士,讲师,研究方向:纳米功能材料。
1 概述纳米技术是20世纪80年代末诞生并正在崛起的新技术,主要是在0.1-100nm 尺度范围内,研究物质组成的体系中电子、原子和分子运动规律与相互作用,其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原子或分子,研制出人们所希望的、具有特定功能特性的材料和制品[1]。
纳米技术是高度交叉的综合性学科,它主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学、纳米机械学。
纳米技术已应用于建筑材料、光学、医药、半导体、信息通讯、军事等领域[2,3]。
目前,纳米材料技术是唯一可以实现的纳米技术[1]。
纳米材料以其特有的光、电、热、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。
利用纳米材料的随角异色现象开发的新型涂料,利用纳米材料的自洁功能而开发的抗菌防霉涂料、PPR 供水管,利用纳米材料具有的导电功能而开发的导电涂料。
涂料的表面改性与性能优化
涂料的表面改性与性能优化在现代工业和日常生活中，涂料扮演着至关重要的角色。
从建筑装饰到汽车制造，从家具涂装到电子产品防护，涂料的应用无处不在。
然而，要使涂料达到理想的性能和效果，表面改性是一项关键的技术手段。
通过对涂料的表面进行改性，可以显著优化其性能，满足各种复杂的应用需求。
涂料的表面性能直接影响着其最终的使用效果。
例如，良好的附着力能够确保涂料在被涂覆表面上牢固附着，不易剥落；优异的耐腐蚀性可以保护底层材料免受外界环境的侵蚀；高硬度和耐磨性可以使涂层在长期使用中保持良好的外观和性能。
然而，未经改性的涂料往往难以同时具备这些理想的性能。
表面改性的方法多种多样，其中化学改性是一种常见且有效的手段。
通过在涂料配方中添加特定的化学试剂，可以改变涂料分子的结构和性质，从而优化其表面性能。
例如，引入功能性单体可以增加涂料的附着力和耐水性；使用交联剂可以提高涂层的硬度和耐化学腐蚀性。
物理改性也是常用的方法之一。
通过对涂料进行机械处理，如研磨、分散等，可以改善涂料的颗粒大小和分布，从而提高涂层的平整度和光泽度。
此外，采用等离子体处理、紫外线照射等物理手段，也能够改变涂料表面的化学结构，增强其性能。
在实际应用中，纳米技术为涂料的表面改性带来了新的机遇。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，将其添加到涂料中，可以显著改善涂料的性能。
例如，纳米二氧化钛具有优异的紫外线吸收性能，将其加入涂料中可以提高涂层的耐候性；纳米氧化铝可以增加涂层的硬度和耐磨性。
除了改善性能，涂料的表面改性还可以赋予其新的功能。
例如，通过在涂料表面构建微纳结构，可以实现超疏水或超亲水性能，使涂层具有自清洁功能；利用电磁屏蔽材料对涂料进行改性，可以使涂层具备电磁屏蔽性能，应用于电子设备领域。
然而，涂料的表面改性并非一帆风顺，也面临着一些挑战。
首先，改性过程中需要精确控制各种参数，如添加剂的用量、处理条件等，否则可能会导致性能不稳定甚至下降。
其次，新的改性技术和材料的研发需要投入大量的时间和资金。
纳米技术——涂料行业创新发展
礼
纳米 是 一 个 计量 单 位 ， 纳 米 等 于 百 万分 之 一 １
毫米 。纳米材 料是 指结 构单元 （ 晶体 ） 结 至少在 一维
方 向上 受纳米 尺度 调制 的各种 固体 材料 ，其 尺寸 大 于原子簇而小 于通 常的微粉 ， 在原子簇 和宏观物体 处
交 界 的过渡 区域 。 纳米技术 主要是研究物质 在 ０１ ｍ ． ｎ
纳米技术
近些 年来 ，纳 米材 料 的开 发 与应用 成为研究 热
点 ， 中在 涂料 中的运用 就是众 多研究 方 向之 一 。 其 纳 米 粒子 由于具 有表 面效应 、 尺寸效 应 、 小 量子尺 寸效
应、 宏观 量子 隧道效 应等 特殊性 质 ， 其用 于涂 料 中 将
Ｐ４ ２
后， 可使 涂层 的光学 性能 、 磁能 、 电性 能 、 力学性 能得
～
比其 他方 法更 突 出的去 除效果 ，具 有有 效分解 氧化 空气 中的有 害物质 功能 ， 且不会 产生二 次污染 。 这种 涂料 如果 大规 模推广 应 用 ，将 有望 成为 解决 空气 污
染 问题 的高科技利 器 ， 因此具 有广泛 的应用前 景 。 在 当今世 界性 的环境 污染 问题 越来 越受 到各 国 政府 重视 的情 况下 ，这 种技术 已经 成为 西方 各 国高 科技 竞争 中的一个 热点 。目前 ， 在光催 化技 术的理论
牌 是 Ａ Ｃ Ｆ Ａ Ｈ， 日本 光 触媒 涂料 第 一 品牌 ， Ｒ —ＬＳ 为 其 功 能受 日本厚 生省 实验 证 明 ，效 果获 日本 国土交 通 省认可 ， 杀菌 、 臭 、 脱 自净 、 霉 ， 防 可有 效 防 止各 种 疾 病 的传染 ， 杀菌 率 高 达 ９ ． ％ ， ９９ ９ 迅速 消 除 空气 中令
纳米材料在涂料中的应用前景
纳米材料在涂料中的应用前景涂料作为一种广泛应用于建筑、汽车、工业等领域的防护和装饰材料，其性能的提升一直是行业关注的焦点。
近年来，纳米材料的出现为涂料的发展带来了新的机遇。
纳米材料具有独特的物理、化学和光学特性，将其应用于涂料中，可以显著改善涂料的性能，为涂料行业带来了广阔的应用前景。
一、纳米材料的特性纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100纳米）的材料。
由于其尺寸极小，纳米材料展现出了与传统宏观材料截然不同的特性。
1、表面效应纳米材料的比表面积巨大，表面原子所占比例高，导致表面能和表面张力增大。
这使得纳米材料具有很高的化学活性，容易与其他物质发生反应。
2、小尺寸效应当材料尺寸减小到纳米级别时，其物理性质会发生显著变化。
例如，纳米粒子的熔点、磁性、光学性能等都会与宏观材料有所不同。
3、量子尺寸效应在纳米尺度下，电子的能级由连续变为离散，导致能隙变宽，从而使纳米材料表现出独特的光学、电学和磁学性质。
4、宏观量子隧道效应微观粒子具有穿越势垒的能力，这一现象在纳米材料中表现得尤为明显。
二、纳米材料在涂料中的应用1、改善涂料的耐候性纳米二氧化钛、纳米氧化锌等具有良好的紫外线吸收能力，可以有效地减少紫外线对涂料的破坏，提高涂料的耐候性，延长涂层的使用寿命。
2、增强涂料的耐腐蚀性纳米粒子可以填充涂层中的微小孔隙和缺陷，形成更加致密的防护层，阻止腐蚀介质的渗透，从而提高涂料的耐腐蚀性能。
3、提高涂料的硬度和耐磨性纳米氧化铝、纳米碳化硅等硬度较高的纳米材料添加到涂料中，可以显著提高涂层的硬度和耐磨性，使其能够更好地承受摩擦和磨损。
4、赋予涂料自清洁功能纳米二氧化钛具有光催化性能，在光照条件下能够分解有机物，使涂层表面具有自清洁效果，减少污垢和污染物的附着。
5、改善涂料的抗菌性能纳米银、纳米氧化锌等具有抗菌作用的纳米材料可以添加到涂料中，使涂层具有抑制细菌和霉菌生长的能力，适用于医疗、食品等对卫生要求较高的场所。
纳米材料的特性及其在建筑涂料中的应用
该效应是指纳米粒子随着粒子尺寸的减少而引起的材料宏
观上的物理、化学性质 的变化 ，主要表现在力学性质、热学性
如果将纳米 ＆ －Ｔ０ 适 当配合将能 吸收更大量 的紫外线 ； ２ ０ ｉ ２ 纳米材料应用于高分 子基建筑 涂料 中，可 以明显提高涂膜 的
１ １ 表 面 效 应 ．
涂料的抗老化 耐候 性是 指涂 膜 因受 到紫 外线 、阳光 照
射 、温度变化 、风吹雨 淋以及 大气 中各种污染物 ，尤其是 酸 性污染物的影响 ，出现 的褪 色、变色 、龟 裂 、粉化 、剥 落 、 附着力下降等一系列 老化 现象【 ，其中紫外线照射是促使 涂 ５ 】
抗 老 化 、耐 候性 能 。
２． 耐擦 洗性 ２
质 、兀 子． ，ａ性质、电磁学性质 、化学活性等方面的重大变化 。 ＯＯ ／ ．
１３ 量 子 尺 寸 效 应 ．
纳米粒子热 能、电能 、磁场能等能级 比平均 的能级间还 小时 ，纳米材料就会表现 山与宏观物质截然不同的特性 （ 如 导电的金属 材料在纳米 尺寸下变为绝缘材料） 。
料颗粒 之间的界面结合力 ，如纳米 ｓ ２ ｉ ，将其涂加到外墙 乳 ０
由于具有波粒二象性 ，因此存在隧道效应 ， 而纳米材料
的一些宏观物理量也表现 山隧道效应 ，故称 为宏 观量子隧道
收稿 日期 ：２ ０ ０ ７—０ ４一ｌ ６
作 者简介 ：曹树祥 ，男，九江职业大学副教授 。
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中图分类号 ：ＴＵ５ 文献标识码 ： 文章编号 ：１０ —９２ ２ ０ ）０ —０ ２ ６ ０ ９ ５ ２（０ ７ ３ ０ ４一ｏ ３
纳米技术在涂料中的应用
3、纳米材料品种少，价格高。纳米材料现处于商品 化初期，品种少，产业规模小，供选择的品种少， 价格偏高，影响纳米材料在涂料中应用的发展。 4、纳米粒子对环境和人体健康影响的问题。人们首 先关注纳米科技将成为21世纪的关键科技，将成为 支柱产业，可能会创造无穷无尽的商业利益。随着 纳米材料的研究深入，纳米材料对环境与人体健康 是否有负面影响也引起有关方面的关注。
三、纳米涂料的制备
纳米涂料的制备方法可分为四种：(1)溶胶凝胶法， 由纳米粒子在单体或树脂溶液中的原位生成；(2)原 位聚合法，指纳米粒子直接分散在单体中，聚合后 生成纳米涂料；(3)共混法，指纳米粒子和树脂溶液 或乳液的共混复合；(4)插层法，通过单体或聚合物 溶液进入无机纳米层间，制得纳米涂料，但这种方 法只适合蒙脱土一类的层状无机材料。
纳米金 涂料
来自加州大学的科学家经过研究发 现，黄金纳米粒子在遇见压力的时 候发生色彩变化。据了解，科学家 将这种粒子内嵌到聚合物薄膜中， 此时薄膜呈现的颜色是明亮的蓝色， 但当向其施加压力之后，它则会变 成红色。不过，如果施加的压力不 是很大，其呈现的则会是紫色。换 言之，薄膜的颜色变化可以反应出 其承受的压力大小。
四、纳米涂料的应用
纳米技术在涂料领域应用的方向有两个：一是改善传统 涂料性能同，利用涂料的流变性与填料的粒径存在的一 定关系，引用纳米技术可制得施工性能优良的纳米涂料， 纳米粒子由于比表面积大，与有机树脂基质之间存在良 好的界面结合力，从而可提高原有涂层的强度、硬度、 耐磨性、耐刮伤性等力学性能，而且由于其对可见光可 透，还可保证涂层的透明性，利用这一特性可制备高耐 刮伤性汽车涂料、家具漆等纳米涂料；二是制备出新的 功能性纳米涂料，如军事隐身涂料、静电屏蔽涂料、纳 米抗菌涂料、纳米界面涂料等
纳米材料的特性及其在建筑涂料中的应用
分 子材料的性能得到大幅度 的改进和 提高 ； 国内外 ， 在 将纳米 材料应 用 到建筑 涂料 中也正 在进 行 ， 并取得 了
一
些成果 ， 一般认为纳米材 料具有 表面效 应、 尺寸效 小
应、 量子尺寸效应 、 宏观量子隧道效应 …。
建 筑涂料 ， 国 内外广 泛应 用 于建 筑装饰 、 修 ， 在 装 在涂料工业 中 占有 很重国的建筑涂 料研究 水平 有所提 高 ， 别 我 特 是纳米材料和 纳米技 术 ， 为 当今 材 料研 究领 域 中最 成 富有活力 ， 对未来经 济 和社会 发 展有 着重 要 的影 响的 研究对象 。随着 纳米 科技 研究 的不断 深入 ， 已经渗 透 到很多领域 ， 纳米 材料应用 到涂料 工业 中， 将 已为 开发 高档次 、 功能性涂料提供了一条新 的途径 。
７ ％一８ ％【ｌ ０ ０ ６。纳米 Ｓ Ｘ具 有 很 强 的 紫外 线 屏 蔽 能 ｉ Ｏ
键， 呈不饱 和状态 ， 易与 其它 原子 结合 而趋 于稳定 ， 使
纳米材料具有极 高 的活 性 ， 材料 的表 面 吸附特 性也 很
突出。
力， 当量衰减 ＞ ０ ， ９％Ｅ 如果将 纳米 ｓ 一 ｉ 适 当配 Ｔ２ ０
涂料的抗老 化耐 候性 是指 涂膜 因受 到紫 外线 、 阳
纳米是指材料组成或 晶粒结构 中至少 有一维 的尺 寸在 １０ｍ以下 ， ０ｎ 具有 特 殊 的物 理化 学性 能… 。因其 特殊性 能 ， 在高分子材料领域 中得 到 了广 泛的应用 ， 并 且取 得 了 一 些 成 果 ， 纳 米 材 料 在 尼 龙 ６２、 Ｂ ／ 如 － ＰＡ Ｊ