纳米涂料在建筑木材上的应用

        王德中 （原上海魄力聚合物材料有限公司 200237 ） 
 
 
    摘 要 ：综述了用溶胶 - 凝胶法（ sol-gel ）制备带有乙烯基和丙烯酰氧基的有机 - 无机杂化纳米聚合物的应用技术。由上述原料制成的硅丙树脂作为木材尺寸的稳定处理剂，可以使抗膨胀率提高 30% 以上，和纳米二氧化钛等相结合，作为户外用木材的涂料，对保色、保光和涂膜缺陷减少起到明显的效果。

    关键词 ：纳米涂料；建筑涂料；木器涂料

    0 前言

    纳米技术是 21 世纪富有挑战性、富有活力的高新技术。自从日本在 1999 年实施为期 10 年、耗资 2.25 亿美元超细颗粒计划和 2000 年美国国家纳米计划（ NNI ）启动后，正吸引着全世界的目光，以期纳米技术能给人类的生活带来革命性的变革。

    纳米技术主要是研究物质在 0.1~100 nm 空间的运动规律与特征，并按照人们的意愿，操纵电子、原子和分子，制备人们所需要的有预定特殊功能特性的产品或材料。纳米技术涵盖纳米电子、纳米机械、纳米材料等技术领域。然而，目前能实现实用化的纳米技术仅有纳米复合材料技术。

    用纳米尺寸的改性剂作体质颜料组成纳米复合涂料，以及用原位复合的方法制备有纳米尺寸的无机 - 有机杂化涂料体系是国内外科技工作者研究的热点。

    1 纳米涂料涂装户外木材的效果

    木材易受大气老化而变色、开裂，受潮气和风干作用使尺寸变化大，易长霉菌和被虫蛀、表面易磨损和挫伤，因此它在储运、加工、使用的整个过程中都需要保护。使用涂料是保护木材最为简单且有效的手段之一，能赋予光泽、色彩，起到装饰作用。纳米尺寸的二氧化硅、二氧化钛、氧化锌等与树脂之间有良好的界面结合强度。纳米二氧化硅有优良的自洁能力；纳米二氧化钛能吸收紫外线，对长波 320~400 nm 和中波 280~320 nm 均有屏蔽作用，又能起到光催化作用，可使有机污染物降解为二氧化碳和水，二氧化硫成为 SO 42- ，一氧化氮成为 NO 3- ，还能还原金属离子；纳米氧化锌在水和空气中能自行分解出自由移动的电子，留下带正电荷的空穴，将空气中的氧激活为活性氧，与多种有机物发生氧化反应，从而把大多数的病菌和病毒杀死。因此将纳米二氧化硅、二氧化钛、氧化锌等作为涂料的组分可以制成安全长效的户外用木材的涂料（表 1 ）。

    表 1 户外木材用涂料的主要成分

    1.1 纳米涂料可提高木材尺寸的稳定性

    据报导，采用丙烯酸酯和溶胶状纳米二氧化硅共聚而成的硅丙树脂为主要成膜材料可制得用于木材尺寸稳定的浸渍漆。它不含甲醛、甲苯、二甲 __ 苯、木材杀菌保护剂、增塑剂、白蚁驱除剂等成分，却具有杀菌、防霉作用。制漆配方中含有 1%~5% （ 质量比）的纳米二氧化钛、氧化锌。固体含量为 40%~45% ，粘度 40~70 mPa · s （ 25 ℃ ），外观呈乳白色液体。将木材在液温为 5~ 10 ℃ 的上述底漆中浸渍12 h ，随后在 50 ℃ 干燥 12 h ，即完成了底漆涂装。涂膜呈很浅的白色透明膜，涂布量为 60~ 100 g /m 2 。