纳米科技是在20世纪80年代末90年代初逐步发展起来的前沿、交叉性新兴科学,其迅猛发展将成为21世纪科学技术发展的主流。它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推动力,而且因其具有独特的物理、化学、生物特性,为涂料的发展提供了新的机遇。

南京理工大学课程论文

纳米涂料的研究与发展

课程：化工工艺学

教师：朱广军

姓名：聂钦龙

学号：

专业：化学工程与工艺 0603290136

纳米科技是在20世纪80年代末90年代初逐步发展起来的前沿、交叉性新兴科学,其迅猛发展将成为21世纪科学技术发展的主流。它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推动力,而且因其具有独特的物理、化学、生物特性,为涂料的发展提供了新的机遇。

纳米涂料的研究与发展

纳米科技是在20世纪80年代末90年代初逐步发展起来的前沿、交叉性新兴科学，其迅猛发展将成为21世纪科学技术发展的主流。它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推动力，而且因其具有独特的物理、化学、生物特性，为涂料的发展提供了新的机遇。

纳米涂料一般由纳米材料与有机涂料复合而成，更严格地讲应称作纳米复合涂料。纳米复合涂料必须满足两个条件：一是至少有一种材料的尺度在1～100 nm之间，二是纳米相使涂料性能得到显著提高或增加了新功能，二者缺一不可。广义上讲，纳米涂层材料包括两种：金属纳米涂层材料和无机纳米涂层材料。金属纳米涂层材料主要是指材料中含有纳米晶相，无机纳米涂层材料则是由纳米粒子 之间的熔融、烧结复合而得。通常所说的纳米涂料均为有机纳米复合涂料。目前，用于涂料的纳米粒子主要是某些金属氧化物(如TiO 、Fe O 、ZnO等)、纳米金属粉末(如纳米C0、Ti、Cr、Nd、Mo等)、无机盐类(如CaCO )和层状硅酸盐。 1 纳米涂料的制备技术

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。在纳米复合涂料的开发研究中还有很多问题急待解决，其中最关键的问题是如何保证纳米粒子在涂料中有效稳定的分散。纳米涂料中的纳米粒子如果分散不好，不仅达不到预期目的，还有可能破坏涂料的稳定性。目前，分散纳米粒子的方法有电，化学方法、化学分散法和物理分散法。

(1)电化学方法

由于纳米粒子表面存在等电点，通过调节pH值使之与等电点时的pH值相差最大时，可增大纳米粒子分散的稳定性，但该法仅适用于纳米粒子在水中的分散。

(2)化学分散法

化学分散法即对纳米粒子的表面改眭。利用硅烷偶联剂、钛酸酯、硬脂酸、表面活性剂和超分散剂等表面处理剂对纳米粒子进行表面改性处理，改善纳米粒子的分散性。

(3)物理分散法

物理分散法包括使用高速剪切分散机的高速搅拌、用三辊机及研磨机的研磨分散、使用球磨机的球磨分散以及超声波分散。

2 纳米涂料的开发应用现状及其应用前景

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。

3 常见纳米填料对涂料的改性

纳米科技是在20世纪80年代末90年代初逐步发展起来的前沿、交叉性新兴科学,其迅猛发展将成为21世纪科学技术发展的主流。它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推动力,而且因其具有独特的物理、化学、生物特性,为涂料的发展提供了新的机遇。

目前在涂料行业中，纳米技术的研究非常广泛，已经取得显著成绩的主要是纳米SiO2、纳米纳米ZnO等，它们有望首先达到工业化水平。

纳米Si 具有极强的紫外线吸收、红外线反射特性，能提高涂料的抗老化性能。对纳米Si02表面进行处理，可使 O2纳米粒子表面具有亲水性和亲油性。在建筑内外墙涂料中，添加纳米SiO2，可以明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂、施工性良好，且抗沾污性大大提高，具有优良的自清洁性能和附着力，耐擦洗性。在车辆和船舶涂料中，加入纳米SiO2可提高涂料的耐老化性、光洁度及强度。纳米 O2掺合到紫外线固化涂料中，可降低固化涂料的固化速度，明显提高涂膜的硬度和附着力。

纳米TiO2的颜色不仅随粒径而变，还具有随角度变色效应。在建筑外墙涂料中，添加适量纳米TiO2，可将乳胶漆的耐候性提高到一个新的等级。将纳米TiO2添加在汽车用的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果。纳米Ti具 …… 此处隐藏：2334字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……