纳米技术在防腐蚀涂料中的应用

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究 实例 。 目前 我 国的 纳 米涂 料 发 展 较 发 达 国 家 还相 对 落 后 , 亟 需科 研 工作 者 深 入探 索 。 关键词 : 纳 米 材料 ; 涂料 ; 防腐蚀 ; 研 究现 状 中图 分 类 号 : T G1 7 4 . 2 文献 标 识 码 : B 文章编号 : 1 6 7 2 — 5 4 5 X ( 2 0 1 3) 0 1 0 — 0 0 8 7 — 0 2
料 在 基料 中的分 散 技 术 以及 测试 技 术 ,主 要 是分 散 的防腐性能【 J 1 _ 北京化工大学学报 , 2 0 1 1 , 3 8 ( 4 ) : 6 4 — 6 7 .
Na n O t e C h n O l O a V Ap p l i c a t i o n i n An t i c o r r o s i o n Co a t i n g s
温下 有 比常规 的氧 化 物高 的导 电特 性 , 日本 松下 公
1 国外纳米涂料 的研 究 、 应用状 况
纳米材料的应用 主要包括 2 个方面 :一是将纳
司 已研 制成 功 具 有 良好 静 电屏蔽 作 用 的 纳米 复合 涂
料, 所用的纳米粒子有 F e O、 T i O 、 Z n O等。 米材料添加到某种传统材料 中去 ,进一步提高传统 2 国 内纳米涂料 的研究 、 应用状况 材料的性能 ;二是将纳米材料通过成型工艺制成纳 米固体材料 。目前 , 第一种技术更为常见和成熟 。 国 内纳米 涂料 的研究 发展 大 多刚 刚起 步 , 主要集 N a n o p h a s e T e c h n o l o g i e s 公 司 将 自己 的 纳 米 材 料 中在改 善建筑外墙 涂料 的耐侯 I 生和 内墙涂料 的抗菌性 产品 N a n o T e k氧 化铝 与透 明 清漆 混 合 ,制得 的透 明 方面 , 而在 工业用 涂料 、 航 空航天用涂 料 以及 功能性涂 涂料 比传统的涂料耐磨性提高 2 4 倍 。S D C C o a t i n g s 料 的研究 开发 和产业化 方面则 落后 于发达 国家 。 公 司直 接 将 纳米 S i O : 及 纳米 金属 氧 化 物溶 胶 用 于耐 我 国第一代纳米钛涂料在哈尔滨研制成 功 , 该
目 前, 纳米防腐涂料 的技术难点 , 主要集中在三 能的 影响 研究f J 1 . 中国 腐蚀 与防 护学报, 2 0 0 9 , 2 9 ( 5 ) : 3 6 5 — 3 7 0 . 个 方面 , 即纳 米 材料 的表 面处 理 或表 面 改性 、 纳米 材 【 5 】 解双英 , 付国柱 , 徐瑞芬, 等. 纳米 T i O 改性环氧富锌涂料
根据文献介绍 , 使用高速研磨机分散纳米微 海 洋研 究 所 的 田惠 文 等用 电化 学 阻 抗谱 法 ( E I S ) 研 究 的环节 。 纳米 S i 0 改} 生 环 氧涂 层在 3 . 5%N a C I ( 质量 分 数) 水 溶 粒 效 果较 好 ,超 声分 散 技 术对 纳 米微 粒在 涂 料 中的
涂料涂装防腐蚀技术长久 以来作为简单方便的 例 子 是豪 华轿 车 面 漆 。将 纳米 T i O : 与铝 粉颜 料 或云 防腐蚀 方 法 , 在 国 民经 济 中扮 演 着 十分 重 要 的作 用 。 母珠光颜料混合 , 添加到涂料 中, 其涂层具有随角异 随着纳米技术开始向各个领域渗透 ,纳米材料在涂 色性 , 增加了金属颜色的丰满度和视角闪色性。 另外 , 料 研 究 中的应 用 越来 越 多 地 受到 重 视 。利用 纳 米 粒 纳 米粒 子对 紫外 线具有 较强 的吸 收作用 , 如 在外 墙筑 子 的表面效应 、 体积效应 、 量子尺寸效应和宏观量子 涂料中添加 T i O 、 S i O 等纳米粒子可 以提高涂料耐候 隧道 效应 等 , 改善 涂 料 的各 方 面 性 能 , 增 强其 硬 度 和 性 。纳米 Z n O是 一种 很好 的光催 化 剂 , 在 紫外光 照射 抗 氧 化性 , 使其 具 有 光催 化 、 抗菌 、 吸 收 电磁 波 、 随角 下 , 能够 分解 有机 物质 , 起 到抗菌 和 除臭 的作用 。 异色 以及 对水 、 油 的亲疏 等性 能 。国内外 的许 多企 业 国外 还 利用 纳 米 超 细粉 末 尺 寸极 小 、对 不 同波
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属研 究 所 的 张秀 芝等 针 对海 洋 环 境 中 的腐 蚀 、 污损 , 进 行 了对 纳 米改 性 环 氧煤 焦沥 青 涂层 的研 究 。利 用
度 和细度 的测 试 。
纳 米微 粒 的 比表 面 积和 表 面 张力 很 大 ,表 面活
研磨 的物 理方 法 与加 入 表 面改 性 剂 的化 学 方法 相 结 性高 ,极易发生聚团现象 ,要使纳米粒子很好 的分 就 必 须通 过 各种 方 式增 强 纳米 粒 子 间 的排斥 能 。 合在环氧煤焦沥青 中添加 0% 、 5% 、 1 0% 、 2 0%纳 散 , 米钛 粉 ,研究 纳 米钛 粉 的环氧 煤 焦 沥青 涂 层 防腐 蚀 目前 的分 散方 法 可 简单 的 分为 电化 学 方法 、化 学 方 性 能 。结果 表 明含 有 1 0%( 重量 ) 纳 米钛 粉 的涂 层 具 法 及物 理方 法 。作为 化学方 法 的一种 , 纳 米粒 子 的表
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 7 — 0 4
防腐效果 。近几年 , 一些科研工作者开始更深一步量 化的研 究纳米颗粒 在改善涂料性能的具体作用 , 包
括优 化 原 理 、 纳 米 颗粒 粒径 、 添 加 比例 等 。 中科 院金
作者 简介 : 高 立( 1 9 8 4 ~ ) , 女, 河南洛阳人 , 讲师, 硕士 , 主要 从事装备保障方面研究 。
有最 好 的 防护 性 能l 2 _ 。
面 改 性得 到 了广 泛应 用 , 可分 为表 面 覆盖 改 性 、 机 械
华南 理 工 大学 的 曾振 欧 等 在 3 0 4不 锈 钢 和低 碳 化学改性 、 包膜改性 、 表面接枝改性 、 高能量表面改 钢表 面上制 备纳米 T i O 涂 层 的基 础 上 ,通 过 添 加 性 与 利用 沉 淀反 应 改性 六 种 。纳米 粒 子 的均 匀 分 散 S n O 制备 纳米 T i O : 一 S n O 复合 涂层 和 叠层涂 层 , 发 现 可 通过 改变 制备 工艺 、 加入 分散 剂等方 法来 解决 。选
《 装 备制 造技 术) 2 0 1 3年第 1 0期
纳米技术在 防腐蚀 涂料 中的应用
高 立, 宋胜 利
( 解 放军 理 工大 学 野战 工程 学 院 , 江苏 南京 2 1 0 0 0 7 )
摘 要: 随着纳米科技 的快速发展 , 纳米材料 的优异性能逐渐被应用 于涂料工业 中, 介绍 了国内外纳米涂料的主要应 用 状况 , 简述 了纳米改性涂料 研究过程 中的重难点 问题及 目前 的解 决方法 , 重点介绍 了纳米材料在 防腐蚀 涂料方面的研
和研 究 机 构 在 纳 米 改 性 涂 料 方 面作 了 大 量 的工 作 , 并取 得 了可 喜 的成果 。 本文 针 对 纳米 改 性 涂 料研 究 过 程 中 的重 难 点 问 料在 防腐 蚀涂 料 方 面 的研 究 实 例 ,以期 为纳 米 技 术 和涂 料结 合 的相 关研 究提 供 些许 参考 。 长 的雷 达 波 和 红 外 线 具 有 超 强 吸收 作 用 的特 点 , 采 用 纳 米 级羰 基 铁 粉 、 镍粉 、 铁 氧体 粉 末 成 功配 制 了军
锌涂 料 , 发 现耐候 钢表面 涂覆纳米 T i O 改性 环 氧富锌 总体来 说 , 我 国的纳 米 涂料 发 展还 相 对 落后 , 研 涂料 后 , 其 白腐 蚀 电流减 小 , 表面腐蚀 程度减轻 [ 5 3 。 究 手 段 和相关 理 论 还较 缺 乏 ,如 何更 好 的使 纳 米 材 浙 江 大学 提 出 了一 种纳 米 涂 料 的表 面 原 位纳 米 料 在 介质 中进行 分 散 和表 面改 性 、探 求 影 响纳 米 涂
液 中 的腐 蚀规 律 , 发现添 加纳米 S i 0 可明显 改善 涂层 分 散也 十分 有效 。 的防腐性 能 , 添加质 量分数 为 2%时 防腐 性 能最好 f 4 1 。
北 京化 丁 大学 的解 双 英等 将纳 米 T i O 以机械 搅 拌 的 4 结束语 方式 加到环 氧富锌 涂料 中 , 制备纳 米 T i O : 改性环 氧 富
事隐身涂料 , 涂装到飞机 、 军舰 、 导弹 、 潜 艇等武器装
面大 展身 手 。

题及 目前 的解 决 方 法 进行 论 述 ,并 重 点 介绍 纳 米 材 备 上 , 使 其 具 有 隐身 性 能 , 有 望 在未 来 军 事 隐身 化方 些 具 有半 导 体 特性 的纳 米 氧化 物 粒 子 ,在室
纳米 T i O 一 S n O J T i O : 涂 层 对 低 碳 钢 的 光 阴 极 保 护 作 择高速研磨和超声分散 的复式分散工艺 ,合理地确 j 丰 I 和防腐 蚀作用 比纳米 T i O 涂 层更好 f 3 1 。中 国科 学 院 定 纳米 微 粒在 涂 料 中添 加 方式 和 比例 也是 极 其 重要
[ 1 ] 王过之. 纳 米防腐涂料原理与实践Ⅲ. 四川兵工学报 , 2 0 0 3 ,
2 4 ( 3 ) : 1 0 - 1 2 .
[ 2 ] 张秀芝. 海洋环境用防腐防污纳米涂料的研究【 D 】 . 沈阳: 中
国科 学 院金 属 研 究 所 , 2 0 0 5 .
3 主要技术难点
[ 3 ] 肖正伟 , 曾振欧 , 赵国鹏 , 等. 3 0 4不锈钢上纳米 T i O 涂层制
备 与防腐蚀性能研究『 J 】 . 电镀 与涂饰 , 2 0 0 7 , 2 6 ( 7 ) : 3 5 — 3 8 .
[ 4 ] 田惠文 , 李 伟华 , 侯保荣 . 改性纳米 S i O 对 环氧涂层 防腐性
磨 透 明涂料 S I I V U E系 列产 品 , 可 以防 紫 外 光 、 防雾 化, 已成 功用 于 汽 车 、 飞机 、 建 筑 物 等 的玻 璃 窗及 其 涂料 用 于海 洋用 钢 的防腐 涂 装 ,可保 证 十年 的优 异
他透明度和耐磨性要求高 、 环境苛刻 的场所 。 国外 将 无机 纳 米 材料 用 于涂 料 中 的另 一 个 成 功
料 的固化温度及其应用领域还存在许多问题。但是, 纳 米 涂料 的前 景 还 是 十分 明 朗 的 ,也 必将 在 更 多 的 领域应用 , 这就要我们克服研制中存在的诸多问题 , 加 深 纳米 技术 和涂 料结 合 的相 关研 究 ,使 其 迈 上 一
个 新 台阶
参 考文 献 :
改性制备方法 , 并制备出高性能纳米涂料。厦门大学 与 厦 门大平 工 贸有 限公 司研 发 的 隧道 防火 涂 料 , 制 备 关 键 技 术 及 功 能性 表 面 处 理 的纳 米 涂 料 项 目 , 申 请 了 2项 国家发 明 专利 。我 国 的一 些涂 料 企业 也 在 纳 米涂 料 的 研制 方 面 做 出 了贡献 ,长 春新 世 纪纳 米 技 术研 究 所 、 世 纪纳 米 技术 有 限 公 司 、 北 京 纳 美科 技 发 展有 限公 司 、 北新 集 团建材 股 份有 限公 司 、 北京 市 建 筑材 料 科 学研 究 院 等 , 都 已有 相对 成 熟 、 性 能优 越 的纳米涂料产品 ,这对中国纳米涂料的技术进步及 应 用领 域拓 展起 到 了 良好 的推动作 用 。
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