纳米科技在内外墙涂料中的应用

    摘要:主要针对纳米科技的一个分支纳米材料的主要特性以及这些特性赋予内外墙涂料的某些特殊性能做了阐述,同时分析了纳米材料给涂料带来的负面影响。在此基础上提出了纳米材料在内外墙涂料中应用的主要技术关键。

    关键词:纳米材料;纳米科技;内外墙涂料

    内外墙涂料已成为内外墙装饰的主流,随着人们生活水平的提高,对内外墙涂料提出了更高的要求,开发一种集装饰性与功能性于一体的内外墙涂料日益成为必要。科学技术的迅猛发展,纳米材料和纳米技术异军突起,成为当今新材料研究领域中最富活力、对未来经济和社会发展有着重要影响的研究对象,同时伴随着研究的深入,纳米科技已经渗透到很多领域。纳米科技的应用为改造传统产业注入高科技含量提供了新的机遇。纳米科技应用到涂料中是两者完美的结合。纳米科技为人们开发新型涂料开辟了一条新的途径。

    纳米科技是研究由尺寸在0.1～100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中技术问题的科学技术。纳米科技主要包括:纳米体系物理学、纳米材料学、纳米化学、纳米加工学、纳米生物学、纳米力学等。纳米科技在内外墙涂料中的应用主要包括纳米加工学以及纳米材料两个方面。纳米加工学体现在把乳液直接加工成纳米乳液,以及用不同手段产生纳米材料或对一般材料进行改性使其具有纳米材料的性能。纳米材料在涂料中的应用可分为两种情况:一是纳米粒子在传统有机涂料中分散后形成纳米复合涂料;二是完全由纳米粒子组成的纳米涂层材料。第一种纳米复合涂料主要通过添加纳米粒子对传统涂料进行改性,工艺相对简单,工业可行性好。第二种方法由于技术和成本问题,短期内很难在工业化中有所突破。

    1纳米材料的特性在内外墙涂料中的应用

    纳米材料分为两个层次,即纳米超微粒子与纳米固体材料。纳米超微粒子是指粒子尺寸为1～100nm的超微粒子。纳米固体是指纳米超微粒子制成的固体材料。纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质,下面介绍如何利用纳米材料的这些特性来为内外墙涂料所用。

    (1)纳米材料的光学特性及应用

    由于纳米粒子粒径小、表面分散率高,对不同波长的光线会产生不同的吸收、反射、散射等作用。纳米粒子粒径远远小于可见光的波长(400～750nm),具有透过作用,从而保证纳米复合涂层具有较高的透明性。不同粒径的纳米材料对光的散射和反射效应不同,可产生随入射光角度不同的变色效应。粒度小于300nm的纳米材料具有可见光反射和散射能力,它们在可见光区是透明的,但对紫外光具有很强的吸收和散射能力,当然吸收能力还与材料的结构有关,与纳米材料的表面催化特性相结合,赋予纳米SiO2、TiO2、ZnO等填充的涂料以消毒杀菌和自清洁作用。用于外墙涂料可提高耐候性和抗污染能力。某些粒径小于100nm的纳米材料对放射性α、γ射线具有吸收和散射作用,可提高涂层防辐射的能力,在内墙涂料中可起到防氡气的作用。

    (2)纳米材料的表面活性及应用

    纳米材料极大的表面积和近似于大分子水平的粒径决定其具有很高的表面活性。

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