納米涂料市場技術(shù)及發(fā)展前景分析

中國產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告網(wǎng)訊:

    納米材料應(yīng)用于涂料，主要是提高涂料的裝飾性、防腐蝕性，尤其是賦予涂料各種各樣的功能性和特殊性能。 

    光催化涂料：采用納米進(jìn)行光催化是一項(xiàng)正在蓬勃興起的新型空氣凈化技術(shù)。它能直接利用包括太陽光在內(nèi)的各種途徑的紫外光．在室溫下對各種有機(jī)的或無機(jī)的污染物進(jìn)行分解或氧化，達(dá)到從空氣中清除這些污染物的效果。該項(xiàng)技術(shù)具有能耗低、易操作、除凈度高等特點(diǎn)。尤其對一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去除效果，而且沒有二次污染，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。在當(dāng)今世界性的環(huán)境污染問題越來越受到各國政府重視的情況下，這種技術(shù)已經(jīng)成為西方各國高科技競爭中的一個(gè)熱點(diǎn)。目前，在光催化技術(shù)的理論研究方面，日本、美國、德國均投入巨資開展研究與開發(fā)工作，并大力推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化，其中納米光催化涂料已經(jīng)用于醫(yī)院、隧道、隔音墻和住宅等，其他應(yīng)用光催化技術(shù)的產(chǎn)品還有數(shù)十種。在日本，大批公司正在這個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行角逐。其中最突出的品牌是ARC-FLASH。為日本光觸媒涂料第一品牌，其功能受日本厚生省實(shí)驗(yàn)證明，效果獲日本國土交通省認(rèn)可，殺菌、脫臭、自凈、防霉，可有效防止各種疾病的傳染，殺菌率高達(dá)99．99％，迅速消除空氣中令人不適的氣味，除臭率高達(dá)99．8％。該類涂料可以用于各種場合的室內(nèi)污染的治理且效果突出。 

    歐洲科學(xué)家已研制出能協(xié)助清除所排放的包括氧化氮在內(nèi)的廢氣的生態(tài)涂料，氧化氮?dú)怏w是會(huì)形成煙霧和引發(fā)人類呼吸道疾病的污染源。據(jù)悉，當(dāng)生態(tài)涂料涂在建筑物表面后，能吸附和消除氧化氮?dú)怏w，這種作用長達(dá)5年，直到其神奇功能耗竭為止。生態(tài)涂料的神奇奠基在直徑僅20納米的光觸媒二氧化鈦和微粒上，它與聚硅氧烷樹脂混合而產(chǎn)生作用。由于微粒非常細(xì)小，這種涂料是清澈透明的，能添加各種調(diào)成想要的顏色。聚硅氧烷具有相當(dāng)多的細(xì)孔，能讓氧化氮?dú)怏w通過后被吸附在二氧化鈦微粒上。二氧化鈦微粒吸收太陽光中的紫外線，利用其能量產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)將氧化氮?dú)怏w轉(zhuǎn)化成硝酸，再利用堿性的碳酸鈣予以中和。如此一來僅會(huì)釋出“無害”的二氧化碳、水和硝酸鈣。這些副產(chǎn)品將被雨水等沖刷流失。 

    納米復(fù)合：在德國等一些西方國家，納米復(fù)合建筑涂料已廣泛應(yīng)用于內(nèi)墻涂料。韓國ANP公司已開發(fā)成了高性能復(fù)合納米復(fù)合。中國納米材料復(fù)合乳膠漆的技術(shù)水平居世界水平前列。納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專用產(chǎn)品，展示出該涂料在建筑領(lǐng)域里的應(yīng)用價(jià)值。 

    納米改性內(nèi)墻涂料，實(shí)際上是高級的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，較低的表面張力。具有高強(qiáng)的附著力。漆膜硬度高且有韌性。優(yōu)良的自潔功能。強(qiáng)勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力，疏水性極佳，容易清洗污物等性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外線能力極強(qiáng)，使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑細(xì)小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類物質(zhì)配位反應(yīng)，使其牢牢結(jié)合成一體，附著力強(qiáng)，不起皮，不剝落，抗老化。 

    納米抗凍性功能涂料，除具備納米型涂料各種優(yōu)良性之外，可在-10~(2到-25~(2之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規(guī)定，使建筑行業(yè)施工縮短了工期，提高了功效，又創(chuàng)造出高質(zhì)量，一舉三得，所以備受建筑施工單位的歡迎。 

    汽車金屬閃光面漆：國外將無機(jī)納米材料用于涂料中的另一個(gè)成功例子是豪華轎車面漆。用納米級二氧化鈦與鋁粉顏料或云母珠光顏料混合用于涂料中，其涂層具有隨角異色性，從不同角度觀察其反射光可看到不同的顏色。與閃光鋁粉或云母珠光顏料并用于涂料體系時(shí)，能在涂層的照光區(qū)呈現(xiàn)一種金紅色亮光。而在側(cè)光區(qū)則反射藍(lán)色乳光，因而能增加金屬顏色的豐滿度和視角閃色性。這使得該涂料在高檔轎車涂料中很快得到推廣應(yīng)用。巴斯夫公司、Silberline公司已能生產(chǎn)多種含納米TiO的金屬閃光面漆。目前已有福特、克萊斯勒、豐田、馬自達(dá)等著名的汽車制造公司使用含TiO2的轎車金屬閃光面漆。國內(nèi)已有部分科研院所與企業(yè)著手此方面的研究。 

    屏蔽涂料：在紫外光屏蔽方面。作為重要的光學(xué)顏料，納米TiO2的紫外光屏蔽特征一直受到廣泛關(guān)注。因?yàn)橛米魍苛匣�料的高分子樹脂受到太陽中紫外線的長期照射會(huì)導(dǎo)致分子鏈的降解．影響涂膜的物性，傳統(tǒng)的紫外光吸收劑主要為有機(jī)物。但是有機(jī) 

    紫外光吸收劑的壽命短、有毒，而納米TiO2粒子是一種穩(wěn)定的無毒的紫外光吸收劑。將無機(jī)納米材料與樹脂復(fù)合制備的涂層涂覆在固體表面，得到納米級“褥墊”可以緩解原子或分子簇的高速?zèng)_擊。該技術(shù)可以用來制備納米級表面涂層。美國NSF最近也提出了一個(gè)有關(guān)項(xiàng)目申請。其要點(diǎn)是研究含無機(jī)納米化合物的涂料性能，通過精細(xì)分散控制，研究納米粒子與樹脂基體的界面相互作用。涂膜的阻透性、熱穩(wěn)定性、抗氧性、拉伸性和抗低溫性等。為進(jìn)一步研制用于飛機(jī)、太空及相關(guān)工業(yè)的高性能涂料提供依據(jù)，以大大降低維修費(fèi)用。 

    在電性能方面，靜電屏蔽涂料和電絕緣涂料已取得突破。美、日等國研究人員用納米級二氧化鈦、二氧化錫、三氧化鉻等與樹脂復(fù)合作為靜電屏蔽涂層：用納米級鈦酸鋇與樹脂復(fù)合制成高介電絕緣涂層；用納米級Fe2O3與樹脂復(fù)合作為磁性涂料。目前這方面的制備工藝已有所突破，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。紅外隱身涂料的研究日益受到各國的重視。國外將無機(jī)納米材料用于涂料中的一個(gè)最成功例子莫過于軍事隱身涂料。用納米級的羰基鐵粉、鎳粉、鐵氧體粉末改性的有機(jī)涂料涂到飛機(jī)、導(dǎo)彈、軍艦等武器上，使該裝備具有隱身性能，因?yàn)榧{米超細(xì)粉末具有很大的比表面積，能吸收電磁波，同時(shí)納米粒子尺寸遠(yuǎn)小于紅外及雷達(dá)波波長，對波的透過率很大，因此不僅能吸收雷達(dá)波，也能吸收可見光和紅外線，由它制成的涂層在很寬的頻帶范圍內(nèi)可以逃避雷達(dá)的偵察，同時(shí)也有紅外隱身作用�，F(xiàn)在，隱身涂料作為隱身技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，已不僅僅用于飛航導(dǎo)彈等飛行器上．最新的發(fā)展是幾個(gè)主要工業(yè)化國家和軍事強(qiáng)國已開始將隱身涂料技術(shù)應(yīng)用于海軍艦艇、隱身裝甲車、隱身水雷、隱身火炮、隱身坦克、隱身車輛、隱身雷達(dá)、隱身通訊系統(tǒng)、隱身工程、隱身工事、隱身機(jī)器人、隱身作戰(zhàn)服和紅外隱身照明彈等技術(shù)裝備上。 

    納米自清潔涂料：高表面能的納米材料表面經(jīng)過改性可以獲得憎水和憎油的特性。日產(chǎn)和豐田公司已將具有這種自清潔和防霧功能的納米填料用于汽車視鏡表面涂層。20世紀(jì)90年代，日本TOTO、Takenaka公司已經(jīng)在陶瓷等建材產(chǎn)品上涂敷TiO2薄膜來達(dá)到物面的自清潔作用。它的用途極其廣泛�？梢员ＷC玻璃清潔、防止墻面有油膩的印跡。減少醫(yī)院墻面的細(xì)菌數(shù)。甚至可用于污水處理。 

    將納米顆粒加入到表面涂層中。還可以減小摩擦系數(shù)，形成自潤滑材料，甚至獲得超潤滑功能。在一些涂層中復(fù)合C60、巴基管等。制備出超級潤滑新材料。一些納米材料與某些樹脂經(jīng)過特殊復(fù)合后，其表面具有一些特殊的物理化學(xué)性能，比如同時(shí)存在疏水、疏油現(xiàn)象，這種性能應(yīng)用于建筑涂料中對提高涂料的耐污染性能具有極大的改進(jìn)作用。中科院專家最近提出了“二元協(xié)同納米界面材料”的概念。根據(jù)這種理論可以開發(fā)出超雙親界面物性和超雙疏界面新材料。 

    超雙親界面物性同時(shí)具有超親水性及超親油性的表面。材料研究表明：光的照射可引起TiO表面在納米區(qū)域形成親水性及親油性兩相共存的二元協(xié)同納米界面結(jié)構(gòu)。這樣在宏觀的TiO2表面將表現(xiàn)出奇妙的超雙親性。利用這樣原理制作的新材料，可修飾玻璃表面及建筑材料表面，使之具自清潔及防霧等效果。 

    超雙疏性界面物性材料。利用由下到上、由原子到分子、由分子到聚集體的外延生長納米化學(xué)方法．可以在特定的表面上建造納米尺寸幾何形狀互補(bǔ)的(如凸與凹相間)界面結(jié)構(gòu)。由于在納米尺寸低凹的表面可使吸附氣體分子穩(wěn)定存在，所以在宏觀表面上相當(dāng)于有一層穩(wěn)定的氣體薄膜，使油或水無法附著于材料的表面呈現(xiàn)超長的雙疏性。這時(shí)水滴或油滴與界面的接觸角趨于最大值。如果在輸油管的管道內(nèi)壁采用帶有防靜電功能的材料建造這種表面修飾涂層，則可實(shí)施石油與管壁的無接觸運(yùn)輸。這對于輸油管道的安全運(yùn)行有重要價(jià)值。 

    納米界面涂料的應(yīng)用證明。對氮氧化物、油脂、甲醛等物質(zhì)具有明顯的催化降解作用。這種納米涂料用于建筑涂料能大大提高涂料的耐污染性。