纳米涂料市场技术及发展前景分析

智研咨询讯：

纳米材料应用于涂料，主要是提高涂料的装饰性、防腐蚀性，尤其是赋予涂料各种各样的功能性和特殊性能。

光催化涂料：采用纳米进行光催化是一项正在蓬勃兴起的新型空气净化技术。它能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光．在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化，达到从空气中清除这些污染物的效果。该项技术具有能耗低、易操作、除净度高等特点。尤其对一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去除效果，而且没有二次污染，因此具有广泛的应用前景。在当今世界性的环境污染问题越来越受到各国政府重视的情况下，这种技术已经成为西方各国高科技竞争中的一个热点。目前，在光催化技术的理论研究方面，日本、美国、德国均投入巨资开展研究与开发工作，并大力推动其产业化，其中纳米光催化涂料已经用于医院、隧道、隔音墙和住宅等，其他应用光催化技术的产品还有数十种。在日本，大批公司正在这个新兴的技术领域进行角逐。其中最突出的品牌是ARC-FLASH。为日本光触媒涂料第一品牌，其功能受日本厚生省实验证明，效果获日本国土交通省认可，杀菌、脱臭、自净、防霉，可有效防止各种疾病的传染，杀菌率高达99．99％，迅速消除空气中令人不适的气味，除臭率高达99．8％。该类涂料可以用于各种场合的室内污染的治理且效果突出。

欧洲科学家已研制出能协助清除所排放的包括氧化氮在内的废气的生态涂料，氧化氮气体是会形成烟雾和引发人类呼吸道疾病的污染源。据悉，当生态涂料涂在建筑物表面后，能吸附和消除氧化氮气体，这种作用长达5年，直到其神奇功能耗竭为止。生态涂料的神奇奠基在直径仅20纳米的光触媒二氧化钛和微粒上，它与聚硅氧烷树脂混合而产生作用。由于微粒非常细小，这种涂料是清澈透明的，能添加各种调成想要的颜色。聚硅氧烷具有相当多的细孔，能让氧化氮气体通过后被吸附在二氧化钛微粒上。二氧化钛微粒吸收太阳光中的紫外线，利用其能量产生化学反应将氧化氮气体转化成硝酸，再利用碱性的碳酸钙予以中和。如此一来仅会释出“无害”的二氧化碳、水和硝酸钙。这些副产品将被雨水等冲刷流失。

纳米复合：在德国等一些西方国家，纳米复合建筑涂料已广泛应用于内墙涂料。韩国ANP公司已开发成了高性能复合纳米复合。中国纳米材料复合乳胶漆的技术水平居世界水平前列。纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。

纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力。具有高强的附着力。漆膜硬度高且有韧性。优良的自洁功能。强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物等性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强，使用寿命达15年以上。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。

纳米抗冻性功能涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在-10~(2到-25~(2之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量，一举三得，所以备受建筑施工单位的欢迎。

汽车金属闪光面漆：国外将无机纳米材料用于涂料中的另一个成功例子是豪华轿车面漆。用纳米级二氧化钛与铝粉颜料或云母珠光颜料混合用于涂料中，其涂层具有随角异色性，从不同角度观察其反射光可看到不同的颜色。与闪光铝粉或云母珠光颜料并用于涂料体系时，能在涂层的照光区呈现一种金红色亮光。而在侧光区则反射蓝色乳光，因而能增加金属颜色的丰满度和视角闪色性。这使得该涂料在高档轿车涂料中很快得到推广应用。巴斯夫公司、Silberline公司已能生产多种含纳米TiO的金属闪光面漆。目前已有福特、克莱斯勒、丰田、马自达等著名的汽车制造公司使用含TiO2的轿车金属闪光面漆。国内已有部分科研院所与企业着手此方面的研究。

屏蔽涂料：在紫外光屏蔽方面。作为重要的光学颜料，纳米TiO2的紫外光屏蔽特征一直受到广泛关注。因为用作涂料基料的高分子树脂受到太阳中紫外线的长期照射会导致分子链的降解．影响涂膜的物性，传统的紫外光吸收剂主要为有机物。但是有机

紫外光吸收剂的寿命短、有毒，而纳米TiO2粒子是一种稳定的无毒的紫外光吸收剂。将无机纳米材料与树脂复合制备的涂层涂覆在固体表面，得到纳米级“褥垫”可以缓解原子或分子簇的高速冲击。该技术可以用来制备纳米级表面涂层。美国NSF最近也提出了一个有关项目申请。其要点是研究含无机纳米化合物的涂料性能，通过精细分散控制，研究纳米粒子与树脂基体的界面相互作用。涂膜的阻透性、热稳定性、抗氧性、拉伸性和抗低温性等。为进一步研制用于飞机、太空及相关工业的高性能涂料提供依据，以大大降低维修费用。

在电性能方面，静电屏蔽涂料和电绝缘涂料已取得突破。美、日等国研究人员用纳米级二氧化钛、二氧化锡、三氧化铬等与树脂复合作为静电屏蔽涂层：用纳米级钛酸钡与树脂复合制成高介电绝缘涂层；用纳米级Fe2O3与树脂复合作为磁性涂料。目前这方面的制备工艺已有所突破，进入产业化阶段。红外隐身涂料的研究日益受到各国的重视。国外将无机纳米材料用于涂料中的一个最成功例子莫过于军事隐身涂料。用纳米级的羰基铁粉、镍粉、铁氧体粉末改性的有机涂料涂到飞机、导弹、军舰等武器上，使该装备具有隐身性能，因为纳米超细粉末具有很大的比表面积，能吸收电磁波，同时纳米粒子尺寸远小于红外及雷达波波长，对波的透过率很大，因此不仅能吸收雷达波，也能吸收可见光和红外线，由它制成的涂层在很宽的频带范围内可以逃避雷达的侦察，同时也有红外隐身作用。现在，隐身涂料作为隐身技术的关键技术之一，已不仅仅用于飞航导弹等飞行器上．最新的发展是几个主要工业化国家和军事强国已开始将隐身涂料技术应用于海军舰艇、隐身装甲车、隐身水雷、隐身火炮、隐身坦克、隐身车辆、隐身雷达、隐身通讯系统、隐身工程、隐身工事、隐身机器人、隐身作战服和红外隐身照明弹等技术装备上。

纳米自清洁涂料：高表面能的纳米材料表面经过改性可以获得憎水和憎油的特性。日产和丰田公司已将具有这种自清洁和防雾功能的纳米填料用于汽车视镜表面涂层。20世纪90年代，日本TOTO、Takenaka公司已经在陶瓷等建材产品上涂敷TiO2薄膜来达到物面的自清洁作用。它的用途极其广泛。可以保证玻璃清洁、防止墙面有油腻的印迹。减少医院墙面的细菌数。甚至可用于污水处理。

将纳米颗粒加入到表面涂层中。还可以减小摩擦系数，形成自润滑材料，甚至获得超润滑功能。在一些涂层中复合C60、巴基管等。制备出超级润滑新材料。一些纳米材料与某些树脂经过特殊复合后，其表面具有一些特殊的物理化学性能，比如同时存在疏水、疏油现象，这种性能应用于建筑涂料中对提高涂料的耐污染性能具有极大的改进作用。中科院专家最近提出了“二元协同纳米界面材料”的概念。根据这种理论可以开发出超双亲界面物性和超双疏界面新材料。

超双亲界面物性同时具有超亲水性及超亲油性的表面。材料研究表明：光的照射可引起TiO表面在纳米区域形成亲水性及亲油性两相共存的二元协同纳米界面结构。这样在宏观的TiO2表面将表现出奇妙的超双亲性。利用这样原理制作的新材料，可修饰玻璃表面及建筑材料表面，使之具自清洁及防雾等效果。

超双疏性界面物性材料。利用由下到上、由原子到分子、由分子到聚集体的外延生长纳米化学方法．可以在特定的表面上建造纳米尺寸几何形状互补的(如凸与凹相间)界面结构。由于在纳米尺寸低凹的表面可使吸附气体分子稳定存在，所以在宏观表面上相当于有一层稳定的气体薄膜，使油或水无法附着于材料的表面呈现超长的双疏性。这时水滴或油滴与界面的接触角趋于最大值。如果在输油管的管道内壁采用带有防静电功能的材料建造这种表面修饰涂层，则可实施石油与管壁的无接触运输。这对于输油管道的安全运行有重要价值。

纳米界面涂料的应用证明。对氮氧化物、油脂、甲醛等物质具有明显的催化降解作用。这种纳米涂料用于建筑涂料能大大提高涂料的耐污染性。