納米材料在水性涂料中的應(yīng)用

董春霞

（廣西省梧州龍魚漆業(yè)有限公司，廣西 梧州 543000）

納米材料（nanomaterials）的主要特點(diǎn)是：其一，表面的效應(yīng)；其二，尺寸小的效應(yīng)；其三，量子尺寸的效應(yīng)。以上所述的三點(diǎn)特質(zhì)適當(dāng)?shù)募尤氲酵苛现校瓤梢蕴岣咄苛系目估匣约翱棺贤饩€的作用，又能達(dá)到抗沖擊以及抗腐蝕等的作用。在此基礎(chǔ)上，可以取得一些新的成效，一些新的特殊功能，例如可以防止靜電以及阻止易燃。因此受到了人們的廣泛關(guān)注與喜愛。

一、納米材料與水性涂料的基本概念

納米材料也被稱為納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料，是三維空間中的其中一維在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)的精細(xì)顆粒材料的總稱。與此同時(shí)也處在微觀顆粒和宏觀顆粒物體的邊緣交界處。由于納米材料具有其本身的特色，所以納米材料具備一定的化學(xué)以及物理特征，例如微觀量子隧道的效應(yīng)。水性涂料（Water-based paint）是被用作水的溶劑以及把水作為分散介質(zhì)的一種新型的涂料，具體包括的內(nèi)容有以下三種：其一，水溶性的涂料；其二，水的稀釋性的涂料；其三，水的分散性涂料。用以上所介紹的三種涂料可以不污染環(huán)境并且比較安全無公害，是人們普遍所接受的一種涂料方式。

二、對(duì)于納米材料的基本運(yùn)用

在水性涂料（Water-based paint）的運(yùn)用中常常使用的是納米材料，而納米材料的主要成分有以下幾種：其一，納米氧化鐵；其二，納米碳酸鈣；其三，納米氧化鈦；其四，納米氧化硅。納米材料的狀態(tài)結(jié)構(gòu)有粉體的還有水分散體的。對(duì)于納米材料中的粉體的開發(fā)與研制過程中，人類首先使用的是把納米材料中的粉體作為一種水性涂料的添加劑，然后再使用機(jī)械的手法研究出新型的分散技術(shù)。曾有學(xué)者利用導(dǎo)靜電的納米顆粒物，把水作為一種涂料的分散介質(zhì)，再使用不同的方式方法來進(jìn)行分析以及研磨，從而制定出了納米級(jí)的水分散的涂料。另外還有相關(guān)專家利用了納米材料中的粉體作為一種水性涂料的添加劑，再使用相關(guān)的體質(zhì)顏料以及去離子水開發(fā)研制出了一種可以自潔的功能水系統(tǒng)（綜合性的納米材料）。在我國，對(duì)于納米材料的供應(yīng)商有以下幾家公司：其一，山東正元納米材料工程有限公司；其二，東莞市東格納米科技有限公司；其三，江蘇常泰納米材料有限公司；其四，浙江舟山明日納米材料有限公司。國外的對(duì)于納米材料的供應(yīng)商有以下幾家公司：其一，德國葛谷薩有限責(zé)任公司，其二，美國杜萊米有限責(zé)任公司。

三、納米材料在水性涂料中的主要應(yīng)用形式

納米材料應(yīng)用于水性涂料中，其主要的形式被分為以下兩種：其一，共混法；其二，原位聚合法。共混法的具體表現(xiàn)是將適當(dāng)組合好的涂料的樹脂以及納米顆粒物進(jìn)行混合從而形成的水性納米涂料；原位聚合法是把納米材料中的顆粒子以及水性涂料中的樹脂進(jìn)行單體的混合，在一定的時(shí)間以及程度內(nèi)形成的原位單體聚合，從而形成的水性納米涂料。交通大學(xué)的某位學(xué)者對(duì)納米材料其中的納米氧化硅的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行了在共混法以及原位聚合法的具體研究，納米氧化硅的斷裂概率以及拉伸強(qiáng)度等方面研究發(fā)現(xiàn)原位聚合法不如共混法。因此，在得知相關(guān)結(jié)論的基礎(chǔ)上，復(fù)旦大學(xué)的某位研究專家對(duì)共混法進(jìn)行了一定程度上的改進(jìn)，對(duì)于共混法中的過程以及步驟分成兩組，其中一組的納米材料并沒有混合添加相關(guān)的分散劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，沒有混合添加分散劑的這一組比沒有混合添加了分散劑的納米組實(shí)驗(yàn)效果更佳，能夠有效的改善分散性（納米材料中的），從而進(jìn)一步的提高了水性涂料的相關(guān)用途以及作用。

四、水性納米復(fù)合涂料的相關(guān)應(yīng)用價(jià)值

1 抗衰老的價(jià)值

由于受到太陽光的影響，特別注意的是太陽光照中的紫外線的影響，會(huì)導(dǎo)致水性涂料中的顏色逐漸脫落，性能逐漸老化。針對(duì)這一困境，水性涂料中常采用的解決方法是添加一些有機(jī)紫外線的吸收劑來提高抗衰老的性能，但是由于有機(jī)紫外線的吸收劑本身也存在被紫外線損害以及對(duì)紫外線的吸收比較局限等缺點(diǎn)，所以并不是做有效的抗衰老的方式方法之一。對(duì)于以下無機(jī)的納米材料的吸收劑能夠避免有機(jī)紫外線的吸收劑的缺點(diǎn)，據(jù)相關(guān)資料顯示加入0.6%~1.9%納米氧化鈦進(jìn)行人工的實(shí)驗(yàn)表明，可以有效提高涂料的表面膜層的抗衰老力度；另外，相關(guān)研究者研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加0.9%~2.8%的納米氧化硅可以有效提高水性涂料的抗衰老的時(shí)間，由原來的600小時(shí)提高到現(xiàn)階段的3000小時(shí)。

2 抗沾污的價(jià)值

水性涂料的沾污力度很容易受溫度（玻璃化）以及助劑、顏料的體積濃度所影響。因此，對(duì)于合理的改善水的性能以及涂料的架構(gòu)分支才能有效的提高水性涂料的抗沾污能力。對(duì)于添加的一些納米的材料，例如納米氧化硅、納米氧化鈦等都可以有效的提高水性涂料的抗水能力以及強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上提高了水性涂料抗沾污的價(jià)值與性能。有相關(guān)研究者曾針對(duì)此問題在加入相關(guān)的納米材料Ski3之后，可以有效的提高外墻水性涂料的沾污性能，其水性涂料的表面膜層在硬度方面以及沾污性方面比之前沒有添加相關(guān)納米材料添加劑時(shí)要上升5倍左右。

3 抗菌的價(jià)值

納米材料中的相關(guān)抗菌的原理首先是借助于太陽光以及其他光源所催化出來的相關(guān)反應(yīng)活性的物質(zhì)，從而讓菌體的有機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)生抗菌的價(jià)值與作用。在太陽光尤其是紫外線的光照下，納米材料中的相關(guān)納米組織結(jié)構(gòu)分子能夠分解出正電以及負(fù)電因子，從而形成一對(duì)完美的電子對(duì)。以上所述的電子對(duì)可以快速吸收氧分子，從而殺死細(xì)菌。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加了相關(guān)納米材料可以有效殺死大腸桿菌以及金黃色葡萄球菌，而且納米材料的強(qiáng)大作用可以保持許久，并且與此同時(shí)不受太陽光以及其他光源設(shè)施的限制。

結(jié)語

綜上所述，在水性材料中添加相關(guān)的納米材料有很大的應(yīng)用價(jià)值，但是需要仔細(xì)注意在混合添加材料的過程中合理匹配。

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