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宇红纳米涂料培训 宇红纳米涂料培训 第一部分:纳米涂料基础 目录 1.背 景 2.纳米涂料简介 3.功能化纳米涂料 4.展望 1.背 景 材料在使用过程中会出现不同程度的老化、腐蚀。腐蚀的物件在其表面甚至内部都有着严重的破坏，以致影响使用寿命，甚至报废。 全世界每年因腐蚀而造成巨大经济损失。按最低比例估算，我国每年因腐蚀造成的直接经济损失达到1万亿元。 彻底杜绝腐蚀的发生是不切实际的，人们唯独可以利用现有的科技，对腐蚀进行最大程度的防止。而防腐的最佳方法莫过于使用涂料。 传统涂料简介 传统涂料经历了漫长的发展过程，到现在已近发展出种类繁多，功能相对齐全的体系。 传统涂料按形态可分为:水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料等。 传统涂料按用途可分为:建筑涂料、船舶涂料、汽车涂料、飞机涂料、家电涂料、木器涂料、桥梁涂料、塑料涂料、纸张涂料等。 传统涂料经历了漫长的发展过程，到现在已近发展出种类繁多，功能相对齐全的体系。 然而，随着科技的进步，在许多领域，如船舶、大型工程、医疗设施，人们对涂料的防腐、防污性能有越来越高的要求，同时要求涂料的使用寿命有质的飞跃。 除此之外，能否实现涂料的新型功能化（超疏水、杀菌、吸音、抗紫外等等），甚至智能化（自我修复等）？ 在全球大力呼吁环保的前提下，重视环保，发展“绿色涂料” 也是传统涂料行业面临的挑战。 传统涂料产业需要新鲜的血液！ 纳米是长度单位，为一米的十亿分之一。纳米粒子是指颗粒尺寸在1～100纳米的超细微粒。 纳米粒子由于具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，导致了其在热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等方面不同于常规粒子。 由此促使纳米材料的开发与应用成为近年来国内外材料学的研究热点之一。目前，国内外制备常用纳米粒子的技术已日趋成熟，如纳米TiO2、SnO2、ZnO、Ag、Cu粒子等。将这些纳米粒子应用于高分子材料领域(如高分子复合材料、涂料、密封胶等)、催化领域、生物细胞分离技术、医学领域和电子信息领域等方面的研究工作也取得了长足进展。 在涂料领域，能否将纳米粒子的光催化、抗老化、强杀菌、吸波等特性与传统涂料结合，是纳米涂料面临的最大挑战。 纳米涂料 由于国内纳米涂料的发展大多刚刚起步，在船舶用涂料、工业用涂料、航空航天用涂料以及功能性涂料的研究开发和产业化方面则落后于发达国家。 国内从事有关无机纳米粒子的制备和性能研究的单位不少，估计有一二十家，但有关无机纳米材料与高分子树脂复合制备高性能无机一有机树脂复合材料的研究报道不多，有关纳米材料在涂料中的应用的研究则更少。 目前纳米涂料在国外的产业化发展迅猛，然而，国内纳米涂料的发展较晚，仅仅只应用于建筑涂料上，在特种功能性涂料的研发上相对滞后。将先进的纳米技术应用到海洋涂料中，是宇红纳米环保涂料有限公司的目标与追求。 本公司将纳米技术成功应用于水性环保涂料中，开发出了新一代纳米海洋防污、防腐涂料，不仅大幅改善涂料的传统性能，如抗冲击强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等力学性能，还能赋予涂料一些新的特性，如防污特性、吸波特性、抗紫外老化性、超疏水性、吸音特性。 2.纳米涂料的制备 并不是简单的将纳米材料与传统涂料进行混合，就能得到纳米改性的涂料。而是要求纳米粒子不仅在结构上要有机地和涂料本体结合，还要求实现功能上的螯合与增强。 纳米改性涂料的制备工艺流程如下图 下面对纳米涂料的分散制备方法作简单的介绍。 1、物理分散法 物理分散法是指在强剪切力作用下，使纳米粒子在涂料基料中分散，形成纳米粒子填充涂料。 该方法采用机械手段实现颗粒团聚体的解团，效果并不理想。其原因在于，该方法属于机械力强制性解团方法，团聚颗粒尽管在强制剪切力作用下解团，但颗粒间的吸附引力犹存，解团后又可能迅速团聚长大。 研究表明采用高速分散机制备的纳米紫外光固化涂料表明，适量的纳米SiO2可提高涂膜的硬度、附着力、热稳定性。 在超声波振荡下，也能使团聚的纳米粒子分散在涂料基料中。在使用超声波分散纳米粒子的过程中，要注意涂料的及时散热问题，以防止涂料由于过热而引起树脂的热降解。 超声波辅助在实际生产中对设备要求较高。 2、电化学分散法 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。 3、化学分散法 化学分散法是指对纳米粒子进行表面改性，使其具有表面疏水性或表面两亲性，均匀地分散于涂料基质中，形成高质量纳米粒子改性涂料。 Bourgeat Lami等人采用KH570对纳米SiO2粒子表面进行了亲油改性； 复旦大学的研究人员利用改性的纳米SiO2粒子通过共混法及原位聚合法制备了改性SiO2/高固体分丙烯酸纳米复合树脂，实验表明制得的涂膜的摆杆硬度、显微硬度、杨