浅析纳米材料在涂料中的应用

杨楷行

摘 要：进入新时代后，将纳米材料运用到涂料中，已经成为了一项重要工作。因此，本文将对涂料中运用的纳米材料进行详细分析，并阐述纳米材料的发展趋势，希望纳米材料在未来得到更好的运用。

关键词：纳米材料；涂料；纳米二氧化钛

中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0358-01

前 言

纳米材料一直是人们研究的重点，随着研究水平的不断提高，纳米材料在涂料中已经得到了广泛的应用。因此，必须了解涂料中具体应用的纳米材料，并通过相关的分析，提高纳米材料的应用效果，从而促进涂料进一步发展。

1 纳米材料在涂料中的具体应用

纳米材料的种类十分复杂，在涂料中，不同种类的纳米材料既可以起到相同的作用，也可以起到不同的作用。因此，下面将对纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锌以及其他纳米材料在涂料中的应用进行具体分析。

1.1 纳米二氧化钛的应用

纳米二氧化钛主要是在20世纪80年代末期出现的一种纳米材料，将其加入到涂料中，可以有效提高涂料对紫外线的吸收能力。例如，美国福特公司研究出的汽车用面漆中就应用了纳米二氧化钛，从而提高了汽车的耐划伤性和耐候性。若纳米二氧化钛粒径发生变化，其所具有的光学效应也会发生变化，特别是超细的、金红石型的纳米二氧化钛，其可以发挥出效应颜料的作用。当把这种纳米二氧化钛和珠光颜料或者是铝粉颜料共同使用时，涂层的表面会出现十分丰富的色彩效应，因此其在豪华轿车面漆中得到了广泛的应用，而这也是纳米二氧化钛目前最大的用途。同时，纳米二氧化钛的运用，还能够使涂料具备一定的杀菌防污作用，而这种涂料可以应用到家庭内墙涂饰以及医院领域中。例如，美国医院手术室中的瓷砖就使用了防菌涂层。利用锐钛级纳米二氧化钛、聚硅氧烷、填料以及溶剂可以制作出大气环保涂料，而这种涂料能够将大气中的氮氧化合物转变成硝酸，有利于对建筑物、桥梁、公路以及广告牌等的表面进行清洁。对于需要避免紫外线的场所，可以将纳米二氧化钛运用到涂料中。例如，可以将其涂在阳伞的布料中，從而制成具有防紫外线功能的遮阳伞。另外，纳米二氧化钛还具备半导体性质，将其与树脂融合形成的涂料能够对静电进行有效屏蔽，可以将其运用到家用电器中。

1.2 纳米二氧化硅的应用

纳米二氧化硅是无定型的白色粉末材料，其表面存在着不同键和状态的羟基与不饱和双键，这使得分子呈现出三维网状结构。将纳米二氧化硅应用到涂料中，这种三维网状结构可以有效促进涂料分散性与触变性的提升。同时，纳米二氧化硅的应用还能够提高涂料的强度、光洁度以及抗老化能力，有利于提高涂料的质量与档次。纳米二氧化硅也具有抗紫外线功能，而且其还具有比表面积大、尺寸小等特点，可以使涂料固化的速度降低，有利于紫外线固化涂膜附着力与硬度的提升。在建筑用内外墙涂料中运用纳米二氧化硅，可以减少涂料的分层现象，不仅可以保证施工的质量，还可以提高其抗污染能力。例如，将纳米二氧化硅应用到外墙涂料中，涂料的耐擦洗能力可以由1000多次提高到10000多次，而且人工辐射暴露老化与人工加速气候老化的时间也会大幅提升。另外，纳米二氧化硅也具有消毒杀菌功效，将其运用到船体外部的涂料中，可以有效提高船体的抗腐蚀性。

1.3 纳米二氧化锌的应用

相较于普通的氧化锌，纳米二氧化锌有着更好的性能与用途。将纳米二氧化锌运用到涂料中，可以使涂层具备自动清洁、杀菌防霉、吸收红外线以及屏蔽紫外线等功能。通常情况下，要想充分发挥出纳米二氧化锌的效果，应该将其和其他的纳米材料共同使用。同时，纳米二氧化锌的增稠作用还可以提高涂料的稳定性与粘度。另外，纳米二氧化锌还具有光催化活性，利用这一特性，可以制作出光催化机净化作用的环保涂料。

1.4 其他纳米材料的应用

除了上述材料的使用，其他纳米材料在涂料中也发挥着一定的作用。例如，在涂料中添加纳米碳酸钙可以促进涂料硬度与强度的提升，而这种纳米材料通常是和超微滑石粉共同使用的。将纳米级的炭粉和稳定剂、表面活性剂、分散剂以及悬浮剂等材料共同使用，可以保证涂料中炭粉分布的均匀性。利用HN-300纳米无机载银抗菌粉与纳米氧化铝可以指出具有杀菌防污功能的涂料，有利于防止细菌交叉感染问题的出现。

2 纳米材料在涂料中应用的趋势

在宏观物体与微观粒子的联系中，纳米材料起着重要作用，这使得其在涂料运用中会表现出鲜明的特点。目前，我国纳米材料在涂料中的应用已经取得了一定的成果，但其还有进步的空间。在实际应用纳米材料时，要加强横向合作，只有这样，才能充分发挥其作用。同时，还要对纳米涂料的施工工艺进行优化升级，例如在应用纳米薄膜涂层时，应该优化其制造流程。另外，还可以将无机纳米粒子和无机非纳米粒子有效结合在一起，这样不仅可以提高涂料的性能，也能在一定程度上减少成本，有利于纳米材料在涂料中获得更好的应用。

3 结 论

通过上述分析可以发现，纳米材料在涂料中发挥着非常重要的作用。因此，必须加强纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锌以及其他纳米材料在涂料中的应用，并对相关工艺进行优化，提高纳米材料的应用能力，从而促进涂料更好更快的发展。

参考文献

[1]郭兴魁，葛圣松.纳米材料在水性防腐蚀涂料中的应用研究进展[J].涂料工业，2017，47（08）：83～87.

[2]马 拯.纳米材料在涂料中的应用进展[J].装备制造技术，2014（11）：231～233.

收稿日期：2018-10-23