纳米改性涂料的应用——纳米自洁涂料

1.纳米自洁涂料

纳米材料由于其较小的尺寸通常会产生显著的物理或化学变化，使其具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质。而将其加在涂料中可以使涂料获得某种新的性质或功能。例如高表面能的纳米材料表面经过改性可以获得同时憎水和憎油的特性，用于内外墙涂料可以显著提高涂层的抗污性并可提高耐候性；将纳米材料加入在底漆中，可以增加底漆与基材的附着力，提高它的机械强度，且纳米级的颜料与底漆的强作用力及填充效果，可以改进底漆一涂层的界面结合；当粒度进入纳米尺度，材料表面活性中心就会增多，物质的化学催化和光催化的反应能力也会随之提高，当在紫外线和氧气的作用下时就会表现出涂层的自清洁能力。这种由于加入纳米材料而表现出自清洁能力的涂料就是本文讨论的物质。

纳米自洁涂料是一种无色、透明玻璃水晶液体，成模性好，与基体的结合力大，能吸收太阳光中的紫外线，减缓涂层的老化，延长使用寿命。而且使用简单方便，不需特殊设备，只需简单的喷刷即可实现它的自洁功能。根据其疏水性可以将纳米自洁涂料分为超疏水自洁涂料和超亲水自洁涂料。

2.超疏水自洁涂料                                                     

超疏水自洁涂料根据其组成成分分为有机硅树脂类纳米涂料和氟碳型纳米涂料。有机硅树脂纳米材料涂在基质表面填平了凹凸不平的材料表面，使得材料表面光滑均匀，降低其表面张力，有较强的防水性。但是有机硅树脂类纳米涂料的附着性差，而且不耐磨、不防油，使用寿命较短。氟碳型纳米涂料的分子可以与基质分子形成共价键，经过这种材料处理过的基质表面张力极低，附着性更好，而且还可疏油。但是其缺点是生产成本相对较高。

3.超亲水自洁涂料

超亲水自己涂料可分为纳米二氧化钛型超亲水自洁涂料和无机纳米硅超亲水自洁涂料。二氧化钛具有光催化性能，当遇到太阳光或紫外线照射时能够产生很好的光催化从而使基质表现出超亲水性，在这种超亲水性的作用下水能够与基质表面很好的结合从而冲走附着在表面的污渍，同时在光的作用下会使表面的有机物等变成二氧化碳和水自动消除。这种涂料的价格比较便宜，但是由于二氧化钛作用要在有光的条件下进行，对太阳的依赖性大因此在阴雨天和夜晚或背光面都不能很好的工作。并且二氧化钛还具有强氧化性，所以该涂料不能应用于有机物表面。，无机纳米硅超亲水自洁涂料不依赖光的作用而且防灰尘效果更好，相当于二氧化钛型超亲水自洁涂料的升级版，但是无机纳米硅超亲水自洁涂料对油污的清洁能力不强。

4.纳米自洁涂料应用

    纳米自洁涂料的应用领域十分广泛。在地板、窗帘、马桶、冰箱、电脑、儿童玩具等家具的表面使用可以保持物品的长期清洁；在建筑物的内外墙壁或玻璃等使用可以解决墙壁老化，霉变等问题，延长墙壁的使用寿命；在汽车挡风玻璃、后视镜和金属表面应用纳米自洁涂料可以保证雨天玻璃不挂水不遮挡视线，而且清洗方便持久性好。目前，中国的自清洁涂料的技术日益完善，上海世博会的日本馆外墙和中国航空馆外墙都应用了这项技术，仅在建筑领域来说，应用纳米自洁涂料可以使建筑物长期保持整洁干净的外观，大大降低了维护清洁的费用，随着技术的不断成熟和成本的大大降低，并将有更广阔的市场和应用前景。