聚焦：纳米材料技术在涂料中的应用

　　生成纳米复合材料或纳米构型涂料的方法包括加入预成型纳米颗粒、原位生成纳米颗粒或纳米相，以及其它纳米结构成型方法。

　　加入预成型颗粒

　　将纳米颗粒加入涂料中从而获得潜在的性能收益所面临的严峻考验就是：颗粒是否能达到纳米程度的分散。事实上，分散问题是这一领域更快速引进新产品的主要障碍之一。早期商业化生产纳米“二氧化钛”（TiO2）的尝试是失败的，**是粉末产生高度结块，其次颗粒在涂料中难以二次分散。一种可实现纳米级别分散的方法是使用有效地研磨手段，比如球磨。想要实现有效分散，要求研磨介质要远远小于用于分散传统颗粒的介质。这种高表面积的出现对分散剂的要求就更为严苛。而由于纳米颗粒的高分散而导致的高粘度又引发了另一个丞待解决的问题。大表面积由于界面张力（例如电荷粘滞力）的增加从而提高了粘度，这便限制了纳米颗粒添加结合的数量。因此适当的增加表面官能性是解决分散性和粘度上升的另一个有效方法。另外，为了促进分散，我们还可以将颗粒表面官能化，从而使纳米颗粒拥有共价键，使其和有机树脂基材相连。

　　全球大多数原材料供应商实验室对于纳米颗粒的研发主要都集中在纳米颗粒的官能化和纳米颗粒的表面处理两个方面。这些努力促使用于涂料应用领域的纳米颗粒的类型不断增加，并进一步实现其商业化发展。

　　一家欧洲豪华汽车制造商宣布在其清漆中使用纳米颗粒（称为陶瓷颗粒）。这种涂料据称是世界上**款结合纳米粒子实现性能增强的汽车清漆。据报道，这些粒子直径小于20纳米，在140℃发生交联。相比于传统清漆，这种新涂料体系据说在进行汽车冲洗测试后仍可保持40%的光泽度。

　　另一种商业化应用越来越多的纳米颗粒是纳米二氧化钛。通常所使用的颗粒尺寸约为200纳米，应用于涂料中时可起到优化光散射和增强涂料遮盖力的作用。纯二氧化钛表面在紫外光辐射和潮湿环境中可以催化降解有机化合物。当暴露在紫外光和潮湿环境中时，这种涂料的表层会降解，成为“白垩粉尘化。”经过一场暴风雨将粉尘彻底清洗，从而显露出一个清洁的表面。利用二氧化钛的光催化特性可制造出杀菌、自清洁表面。这一特性**早的应用是在那些照明灯具的透明涂层上，而这些照明灯具通常安装在难以清洁的地点，比如交通隧道中。**近，越来越多的“自清洁”技术得以推广，比如使用纳米二氧化钛涂层的建筑外窗。

　　二氧化钛的光催化活性的另一用途是制备防雾表面。将纳米二氧化钛薄层涂于玻璃等物体表面，可使表面在紫外线和较小潮湿环境中具有高极性。在这种玻璃表面，微量的水分将自动地形成薄薄的一层，而不是形成致使玻璃雾化的微小水滴。利用这一特性而制造的防雾玻璃可应用于汽车车窗。

　　二氧化钛吸收紫外光这一特性是其应用于防晒乳液中的主要原因。而纳米二氧化钛因其易于清洁而需求不断增加。在涂料应用领域，纳米二氧化钛正作为一种受阻胺类UV稳定剂的替代品而进行研发。研究表明，纳米级别的二氧化钛颗粒（6-92纳米级别金红石和锐钛型二氧化钛）在水性丙烯酸和异氰酸酯基丙烯酸涂料中作为紫外光吸收剂，它的性能相当或优于同类受阻胺类光稳定剂。