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纳米涂料的应用现状和发展前景 摘 要：综述了纳米技术，纳米涂料的制备方法，介绍了使用纳米粒子改性的光催化、耐老化、隐身、特殊界面，保型隔热以及高强度等新型涂料的特点及新进展，同时介绍了纳米TiO2、SiO2、SnO2、ZnO等一些粒子的特性对涂料性能的影响。简述了纳米改性涂料目前的一些实际应用及进展，并对纳米改性涂料的进一步研究方向提出了建议。 关键词:纳米技术；纳米涂料 ；制备方法 ；特殊效应；应用 前言 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。自20世纪80年代初,德国科学家 Gleiter 提出纳米晶体材料的概念，随后采用人工制备首次获得纳米晶体, 并对其各种物性进行系统的研究以来，纳米材料已引起世界各国科技界及产业界的广泛关注。纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级 (通常指 1~ 100 nm)的极细颗粒组成的固体材料。从广义上讲, 纳米材料是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。通常分为零维材料 (纳米微粒 ), 一维材料 (直径为纳米量级的纤维 ), 二维材料 (厚度为纳米量级的薄膜与多层膜 ), 以及基于上述低维材料所构成的固体。从狭义上讲, 则主要包括纳米微粒及由它构成的纳米固体( 体材料与微粒膜 )纳米材料的研究是人类认识客观世界的新层次, 是交叉学科跨世纪的战略科技领域。随着人们对这一新兴研究领域的深入纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等，纳米技术的研究近几年来也是十分的活跃，尤其是在涉及到纳米材料的应用方面纳米材料国内外研究进展最趋于活跃，纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出，纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”。纳米粒子的发现是对现代制备技术的一次革命，许多材料的制造工艺及其性能都随之而发生质的飞跃，如纳米陶瓷、合金、改性复合材料等，将具有特种性能的纳米材料添加到涂料中，使涂料的抗老化性、耐刷洗性、耐磨性、悬浮性、附着力、保色性抗菌性等得到显著改善，从而得到???型高性能纳米涂料。 正文 1、纳米技术 纳米科技与众多学科密切相关，它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。若以研究对象或工作性质来区分，纳米科技包括三个研究领域：纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技的基础；纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志；纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去设计制造具有特殊功能的产品。 2、纳米涂料 纳米粒子的发现对光催化技术的发展是一次崭新革命，许多材料的制造工艺及其性能都髓之而发生质的飞跃。纳米粒子是由数目较少的原予或分子组成的原予群或分子群，处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。纳米粒子表面原子是长程与短程皆无序的非晶层，而在粒子芯部存在着结晶完好周期性排布的原子，不过其结构与本体样品稍有不同，正是纳米粒子的特殊结构，导致纳米粒子具有的异常特性如表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应以及有关光、电、磁特性 。纳米涂料一般由纳米材料与有机涂料复合而成，更严格地讲应称作纳米复合涂料。纳米复合涂料必须满足两个条件：一是至少有一种材料的尺度在1~100nm之间，二是纳米相使涂料性能得到显著提高或增加了新功能，二者缺一不可。广义上讲，纳米涂层材料包括两种：金属纳米涂层材料和无机纳米涂层材料。金属纳米涂层材料主要是指材料中含有纳米晶相，无机纳米涂层材料则是由纳米粒子之间的熔融、烧结复合而得。通常所说的纳米涂料均为有机纳米复合涂料。 2.1纳米涂料运用的材料 目前 , 用于涂料的纳米粒子主要是某些金属氧化物 ( 如 TiO 2 、 Fe 2 O 3 、 ZnO 等 ) 、纳米金属粉末 ( 如纳米 Al 、 Co 、 Ti 、 Cr 、 Nd 、 Mo 等 ) 、无机盐类 ( 如 CaCO 3 ) 和层状硅酸盐 ( 如一堆的纳米级粘土 )。 2.2纳米涂料的制备方法 纳米涂料的制备方法可分为四种 : (1) 溶胶凝胶法 , 由纳米粒子在单体或树脂溶液中的原位生成 ; (2) 原位聚合法 , 指纳米粒子直接分散在单体中 , 聚合后生成纳米涂料 ;(3) 共混法 , 指纳米粒子和树脂溶液或乳液的共混复合 ;(4) 插层法 , 通过单体或聚合物溶液进入无机纳米层间 , 制得纳米涂料 , 但这种方法只适合蒙脱土一类的层状无机材料。 2.3纳米涂料现阶段应用 现阶段纳米材料在涂料中的应用主要为两种情况：（1）纳米材料经特殊处理后，添加到传统涂料中分散后制成的纳米复合涂料，使涂料的各项指标均得