纳米二氧化硅在纳米涂料中的应用

纳米二氧化硅在纳米涂料中的应用

刘涛（汇精纳米新材料）

纳米粒子具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特殊性质，将其用于涂料后，可以制得紫外吸收涂料、吸波涂料、导电涂料、防水涂料、耐磨涂料、防霉涂料、抗菌涂料、自洁涂料等，为涂料的发展开拓了新的天地。纳米材料在涂层中的应用主要是将纳米粒子在传统有机涂料中分散后形成的纳米复合涂料，此种材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。

一：纳米二氧化硅具有许多常规材料所不具备的特性，汇精纳米二氧化硅的颗粒粒径分布很窄，微孔多，比表面积大，其表面存在着大量的不饱和残键及不同键合状态的羟基，所以具有高反应触变活性。在光学特性方面，纳米氧化硅对紫外光和可见光都呈现较高的反射特性。综上所述，纳米二氧化硅对涂料的改性作用表现在以下几个方面：

1：用于水性涂料的改性

添加前水性涂料耐水性差、稳定性差，对设备腐蚀性大；

添加纳米二氧化硅后，显著提高涂料的耐洗刷性、稳定性、耐腐蚀性等多种性能，并能赋予其抗菌性、自洁等功效。

2：用于内外墙面涂料的改性

添加前涂料不抗晒、不抗水、不稳定、附着力差；

添加纳米二氧化硅后，显著提高涂料的储存稳定性、抗水性、抗晒性，改善涂料的触变性能，有效控制施工中的飞溅、流挂等现象。

3：用于丙烯酸树脂漆的改性

添加前漆面的机械性能、耐磨性、硬度、柔韧性等较差。

添加纳米二氧化硅后，涂膜的机械性、拉伸强度、硬度、耐洗刷性、柔韧性等显著提高、涂膜更细腻平整，有较好的光洁度，提升了装饰性能。

4：用于对清漆

添加前涂膜硬度不高，耐热性差，在紫外光的作用下易变黄；

添加纳米二氧化硅后，漆膜坚硬耐磨，附着力强，并且具有耐湿、耐潮、耐化学腐蚀等特点，耐候性显著提升，且不影响清漆的透明性。

二：纳米二氧化硅在涂料中的应用尚处于应用初级阶段，其对使用设备及技术要求较高，有如下关键问题仍需特别注意。

1：团聚问题 纳米颗粒的比表面积和表面张力都很大，容易相互吸引而发生团聚。而纳米粒子如果不能以纳米态分散在涂料中，就失去了其应有的作用。怎样将容易团聚的纳米颗粒在涂料体系中有效的分散成纳米级就成了纳米涂料生产中的关键问题。

2：性能检测问题 纳米材料是一种新兴的高科技产品，对传统涂料的研究方法和检测技术是不够的，纳米检测分析技术有待提高。虽然目前研究方法很多，不过很难找到一种能够更直接、准确的对所合成的纳米材料进行表征的方法。

3：使用技术配方研究问题 纳米涂料的配方研究，纳米材料添加到涂料中应用一定加入量，加入量不足时起不到效果；加入量过多时既增加成本，涂料的质量也下降。所以，配方研究也是纳米二氧化硅在涂料中应用需要解决的问题。

4：纳米涂料应用施工问题 由于纳米材料具有与其他传统材料不同的特殊性能，传统的涂料施工、贮存方法将完全不适合于纳米涂料，特别是在纳米丝状材料或纳米层状材料用于涂料时。

5：行业标准问题 纳米涂料缺乏相关的标准，如涂料中的纳米颜料在纯度、粒径、粒径分布、贮存稳定性等的指标和检测方法的标准亟待完善。

结束语：纳米二氧化硅作为重要的助剂之一，它的开发与应用为涂料的发展提供了新的发展方向，在今后较长一段时间内必将推动纳米功能涂料在多行业迅速发展，推动行业乃至国民经济更大发展。