纳米材料在功能涂料中的应用

涂料色泽鲜艳、施工方便、价格低廉，具有保护、颜色标记、美容、装饰等功能，在日常生活中应用范围广泛，但随着宇宙和海洋的发展、航空航天、新能源和可再生能源，随着以新材料为主导的高新技术产业的发展，传统涂料已难以满足人们的需求，因此功能性涂料的发展受到广泛关注。

纳米材料以其独特的小尺寸效应、量子效应和表面界面效应，显着提高涂层的物理力学性能和抗老化性能，甚至赋予涂层特殊功能，如吸波、抗菌、导电、抗刮、自清洁等，纳米材料在涂料中的应用促进了涂料向功能化方向发展。

涂料用纳米材料的主要特点

(1) 光学特性

纳米材料具有大颗粒不具备的光学特性，某些粒径

(2) 表面活性

纳米材料的粒径极小，使表面原子数迅速增加，表面积急剧增加，决定了其较高的表面活性。表面活性中心的增加可以提高其化学催化和光催化反应能力，赋予涂层在紫外光和氧气作用下的自洁能力。

(3) 填充特性

纳米材料表面原子数占比较大，表面原子周围缺少相邻原子，呈不饱和状态。在很大程度上增强和增韧材料。纳米材料的加入将提高涂料中颜料和填料的体积堆积密度，降低毛细作用，提高涂料对腐蚀性介质的屏蔽作用。

(4) 流变特性

为了提高涂料的性能，消除涂膜的缺点，一般都加入流变助剂。在涂料体系中，流变助剂具有独特的稳定结构，可以保护分散的颜料颗粒，形成触变性浓稠涂层，帮助控制流挂，保持优异的流平性，防止颜料沉降。由于在涂层中加入了纳米粒子，纳米粒子与某些链段有一定的相互作用，阻碍了该链段的运动，提高了涂膜的玻璃化转变温度，因此纳米材料是一种优良的材料。流变助剂。

纳米材料在涂料中的应用

(1)纳米材料复合保温涂料

玻璃广泛应用于建筑、透明天花板和车窗等领域纳米涂层技术在生活中的应用，而阳光的热辐射会增加空调的能耗纳米涂层技术在生活中的应用，因此在玻璃上涂上透明隔热涂料以降低能耗显得尤为重要。美国公司Nanophase Technology首先将多种半导体纳米材料（ITO、ATO、ZnO、Al2O3、TiO2）稳定分散在水或有机溶剂中制成稳定的浆料，然后将其涂敷在树脂上得到功能性纳米涂料，其涂膜具有隔热、耐磨、屏蔽紫外线、隔离红外线等功能，已广泛应用于多个领域。

(2)纳米材料复合抗菌材料

人们生活环境中的各种细菌对人们的健康构成严重威胁。抗菌涂料可以杀死附着在表面的细菌，达到自洁的目的，减少环境中的细菌对人体的危害。纳米材料具有表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应等特殊性能，在涂料中的应用可以显着提高涂料的抗菌性能。由于纳米二氧化钛的光催化性能纳米涂层技术在生活中的应用，纳米二氧化钛可用于树脂制备抗菌涂料。目前，纳米二氧化钛抗菌涂料是最常见的纳米抗菌涂料，其研究和应用也比较成熟。

(3) 纳米材料复合抗老化涂层

户外涂料常因紫外线照射而降解成膜物质，使涂料变色、粉化，影响涂料的使用寿命。因此，涂层的抗老化性能非常重要。涂层的抗老化性能是由涂层的成膜物质决定的。成膜物质的分子键能越强，涂层的抗老化性能越好。TiO2和ZnO等纳米粒子具有良好的光稳定性和抗紫外线能力等特殊性能。当它们应用于涂料时，可以显着提高涂料的抗老化性能。

(4)纳米材料复合防腐涂层

防腐涂料以其经济实用的优势、应用范围广、施工方便等优点，在钢材防腐方面具有绝对优势。目前常用的方法是在成膜物质中加入耐候性纳米材料来提高涂料的防腐性能。此类纳米材料主要包括：TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、石墨烯和纳米聚苯胺。

(5) 纳米材料复合超疏水涂层

普通涂料容易被灰尘、油污等污染物污染，耐沾污性差。因此，具有自清洁性能的超疏水涂层具有重要意义。受“荷叶效应”的启发，制备了多种超疏水涂层。纳米颗粒因其特殊的性能而被广泛用于涂料中。使用疏水改性剂对纳米材料进行改性，同时对涂层进行粗糙化处理，可以制备出具有超疏水功能的涂层。