納米功能復(fù)合涂料

1、關(guān)于納米功能復(fù)合涂料調(diào)查關(guān)于納米功能復(fù)合涂料調(diào)查報(bào)告報(bào)告 概述概述 人類生產(chǎn)使用涂料已經(jīng)有了很悠久的里歷史，納米功能涂料是從我國(guó)傳統(tǒng)“油漆”基礎(chǔ)上發(fā)展所形成的、能提供多種不同的特殊功能的一種新型的涂料。 不論是傳統(tǒng)的以天然物質(zhì)為原料的涂料產(chǎn)品，還是現(xiàn)代發(fā)展中以合成化工產(chǎn)品為原料的納米功能涂料產(chǎn)品，都屬于有機(jī)化工高分子材料，所形成的涂膜屬于高分子化合物類型。按現(xiàn)在的化工產(chǎn)品的分類，涂料屬于傳統(tǒng)的精細(xì)化工產(chǎn)品，而納米功能復(fù)合涂料使涂料這種傳統(tǒng)精細(xì)化工產(chǎn)品成為化工產(chǎn)品中一個(gè)更為重要的門類。那什么是納米功能復(fù)合涂料？那什么是納米功能復(fù)合涂料？ 廣義上講，納米粒子用于涂料中所得到的一類具有抗輻射、耐老化

2、和剝離強(qiáng)度高或具有某些特殊功能的涂料稱之為納米功能涂料。 利用納米粒子抗紫外線等性能對(duì)涂料進(jìn)行改性，提高涂料的某些性能，這種涂料應(yīng)稱之為納米改性功能涂料。而使用某些特殊工藝制備的涂料，其細(xì)度在納米量級(jí)，這種涂料應(yīng)稱之為納米結(jié)構(gòu)功能涂料。在建筑材料領(lǐng)域主要使用的是具有耐老化和抗輻射功能等要求的納米功能涂料。作用與特點(diǎn)：作用與特點(diǎn)： 納米功能復(fù)合涂料涂布于物件表面，并在其表面形成涂膜，其主要作用表現(xiàn)如下： 保護(hù)作用。 涂料涂布于物件的表面在其表面形成涂膜，隔絕物件與外界環(huán)境因素引起的損壞。 裝飾作用。 涂料能賦予被涂物表面以各種鮮艷的色彩和良好的光澤，給人以美的感受。 功能作用。 基于涂料的組成，

3、并且與光學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)和生物學(xué)等相結(jié)合發(fā)展起來的專業(yè)性很強(qiáng)、具有特殊功能的新材料。例如，漆包線漆具有電絕緣功能、產(chǎn)品包裝變色涂料的防偽、火箭表面燒灼涂料具有耐高溫功能。成膜物質(zhì)成膜物質(zhì)顏料顏料助劑助劑溶劑溶劑涂料成膜物質(zhì)：成膜物質(zhì)： 成膜物質(zhì)是組成納米功能型涂料的基礎(chǔ)，它具有黏接涂料中其他組分形成涂膜的功能，對(duì)涂料和涂膜的性能起決定性作用。 原始的涂料成膜物質(zhì)是油脂，主要是植物油，現(xiàn)在依然在使用。不過現(xiàn)在大量采用樹脂作為涂料的成膜物質(zhì)。過去使用天然樹脂作為成膜物質(zhì)，現(xiàn)在則廣泛應(yīng)用合成樹脂，包括熱塑型和熱固型樹脂。 成膜物質(zhì)在涂料成膜過程中組成結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，即成膜物質(zhì)與涂膜的組成結(jié)構(gòu)相

4、同，這類成膜物質(zhì)稱為非轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)，它們具有熱塑性熱塑性，受熱軟化，冷卻后又變硬，多具有可溶性。由此類成膜物質(zhì)構(gòu)成的涂膜，具有與成膜物質(zhì)同樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)，也是可溶的 。 成膜物質(zhì)在成膜過程種組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即成膜物質(zhì)形成與其原來結(jié)構(gòu)完全不同的涂膜，這類成膜物質(zhì)稱之為轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)。它們都具有引起化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)，在熱、氧或其他物質(zhì)作用下能夠聚合成與原來結(jié)構(gòu)不同的網(wǎng)狀高聚物。這種一般是熱熱固性固性涂膜，通常具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。納米功能復(fù)合涂料很少使用單一的品種作為成膜物質(zhì)，而通常是采用幾個(gè)樹脂品種，互相補(bǔ)充或互相改性，以適應(yīng)很多方面的性能要求。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，將會(huì)有更多的品種的合成材料應(yīng)用為納米

5、功能涂料的成膜物質(zhì)。顏料：顏料： 顏料是有顏色的涂料即通稱的色漆的一個(gè)主要組分。顏料使涂膜呈現(xiàn)色彩，并使涂膜具有一定的遮蓋物件表面的能力以發(fā)揮其裝飾和保護(hù)作用。顏料還能增強(qiáng)涂膜的機(jī)械性能和耐久性能。有些顏料還能為涂膜提供一定的特殊功能，如防腐、導(dǎo)電，防延燃性等。 涂料一般為微細(xì)的粉末轉(zhuǎn)有色物質(zhì)。將其均勻的分散在成膜物質(zhì)或其溶液或其分散體中之后形成色漆，在成為涂膜之后，顏料均勻的散布在涂膜中。助劑：助劑： 助劑，也稱為納米功能涂料的輔助材料組分，它是涂料的一個(gè)組成部分，但不能單獨(dú)形成膜，而是在涂膜后作為涂膜中的一個(gè)組分在涂膜中存在。助劑可以改進(jìn)涂料中或涂膜的某一方面性能。不同品種的涂料需要不同作

6、用的助劑?？傊鷦┑氖褂檬歉鶕?jù)涂料和涂膜的不同要求而定的。 助劑應(yīng)用于納米功能涂料時(shí)，量很少，但能起到顯著的作用，因而助劑在材料中的應(yīng)用越來越受到重視，已成為現(xiàn)代涂料生產(chǎn)技術(shù)的重要的內(nèi)容之一。溶劑：溶劑： 從溶劑來分類，可分為有溶劑涂料和無溶劑涂料。前者又可以分為水性涂料和溶劑型涂料。無溶劑型涂料包括粉末涂料、光敏涂料以及干性油等。 溶劑是使液態(tài)涂料完成施工過程所必須的一類組分。原則上是不構(gòu)成涂膜，也不存在涂膜中。溶劑組分的作用是將涂料的成膜物質(zhì)溶解或分散成液態(tài)。溶劑組分通常是可揮發(fā)性液體。溶劑品種的選用是根據(jù)涂料的成膜要求而確定的。一種涂料可以使用一個(gè)溶劑品種，也可以使用多個(gè)溶劑品種。溶劑

7、組分雖是制備液態(tài)涂料所必須的，但在施工成膜后要揮發(fā)掉，會(huì)造成資源的損失，特別是使用具有光化學(xué)反應(yīng)性的溶劑，在涂料生產(chǎn)和施工過程造成環(huán)境污染，危害人類健康。努力解決溶劑生產(chǎn)問題，是納米功能涂料發(fā)展中的一個(gè)重要方向。納米功能復(fù)合涂料的市場(chǎng)展望：納米功能復(fù)合涂料的市場(chǎng)展望： 最近幾年，隨著環(huán)保呼聲越來越高，納米功能型涂料、納米水性涂料在全球市場(chǎng)中成為持續(xù)的熱點(diǎn)，其中納米功能性涂料表現(xiàn)的最為耀眼。 據(jù)中國(guó)建筑裝飾協(xié)會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，功能性納米復(fù)合涂料約占建筑涂料總產(chǎn)量的7%8%。而建筑用涂料占據(jù)整個(gè)涂料行業(yè)的半壁江山。最近幾年國(guó)內(nèi)的房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)功能性納米涂料需求量以每年10%15%

8、增長(zhǎng)。2008-2012年中國(guó)涂料市場(chǎng)產(chǎn)量及增速 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)功能性納米建筑涂料需求量的增長(zhǎng)來自兩個(gè)方面。一個(gè)是每年新建房屋建筑竣工面積的增長(zhǎng)，同時(shí)，房屋功能性涂料裝飾率提高；二十近年來房屋建筑保有面積迅速增長(zhǎng)，同時(shí)，隨著人們生活水平的提高，房屋維修頻率加快。因此，國(guó)內(nèi)建筑裝飾呈上升態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模從2003年的3826億元，上升到2005年4500億到2008年已經(jīng)到7000億。這無疑給建筑材料的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供了極大的市場(chǎng)空間。納米功能復(fù)合涂料的分類：納米功能復(fù)合涂料的分類： 納米導(dǎo)電功能復(fù)合涂料 納米稀土功能發(fā)光涂料 納米耐核輻射復(fù)合涂料 納米防污功能復(fù)合涂料 納米耐熱隔熱防熱復(fù)合涂料 納米耐磨

9、復(fù)合涂料 納米建筑防水功能復(fù)合涂料 納米防火功能復(fù)合涂料 納米阻尼功能復(fù)合涂料 納米示溫復(fù)合涂料納米防污功能復(fù)合涂料納米防污功能復(fù)合涂料 船舶污損指的是船舶水線以下的殼體長(zhǎng)期浸沒在海水中而受到海水腐蝕以及各種海生物(如貝類、海藻類、海草等)和其他污物的附著，使船殼受到污損。船舶污損會(huì)引起海洋監(jiān)測(cè)儀器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈、信號(hào)失真、性能下降、使用壽命縮短等嚴(yán)重問題。有數(shù)據(jù)表明，萬噸以上的遠(yuǎn)洋輪，若其船底污損5%，燃油消耗則增加10%，每年的損失超過100萬美元。 納米防污涂料是納米防污基料、漆基、毒劑、顏料、助劑和溶劑所組成的。納米防污、漆基一般采用瀝青、氯化橡膠、苯烯樹脂和乙烯類樹脂。最初的毒劑是砷、

10、汞等化合物，因毒性大已禁用。 為此了防止船舶污損造成的損失，人們研發(fā)出了各種防污損涂料涂覆于船體以增加船舶抗污損能力。如傳統(tǒng)的有機(jī)錫防污涂料，以及新型的由銅、鋅離子或有機(jī)殺蟲劑等新型功能結(jié)構(gòu)涂料。盡管涂料工作者堅(jiān)持不懈地努力以應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)，但是涂料性能的改進(jìn)速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于社會(huì)發(fā)展的需求。涂料與涂膜存在的一些通病例如:涂膜與底材脫離、剝落，早期起泡、銹蝕損壞、化學(xué)介質(zhì)滲漏，粉化、褪色、失光，易劃傷磨耗、易損壞霉和菌滋生、沾污等。不僅如此，在長(zhǎng)期使用中還會(huì)將重金屬等有毒物質(zhì)逸散入水體，更會(huì)對(duì)海洋生物和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成很大的威脅。因此結(jié)合納米材料的特殊功能，在涂料工業(yè)需要環(huán)保的前提下，長(zhǎng)效無毒含有某些

11、納米尺寸組分的防污涂料及納米量級(jí)的防污涂料將會(huì)成為海洋防污涂料的主要研制方向。納米防污功能復(fù)合涂料的納米防污功能復(fù)合涂料的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1）具有廣泛的抗生物譜，在足夠低的濃度下可阻止附著生物的生長(zhǎng)。（2）在海水中溶解度足夠低，在保證其具有有效滲出濃度的同時(shí)，又避免過快的溶解和流失。（3）符合環(huán)境的要求，不僅對(duì)涂料的生產(chǎn)和施工人員無害，更重要的是對(duì)海洋生物無害。 防污劑分為無機(jī)和有機(jī)防污劑兩種。無機(jī)防污劑對(duì)銅粉、氧化亞銅；有機(jī)防污劑有有機(jī)錫等。（1）氧化亞銅。銅離子可以降低生物機(jī)體中主酶對(duì)生物代謝的活化作用，以此縮短生物壽命，并可使生物體內(nèi)蛋白質(zhì)凝固。銅類毒劑的主要成分是氧化亞銅，它對(duì)人體的毒性小，

12、有效地防污劑，其污染程度較低。（2）有機(jī)錫。有機(jī)錫的臨界滲出率只有氧化亞銅的1/10，其種類很多，主要有三丁基錫和三苯基錫兩大類。有機(jī)錫和氧化亞銅合用，其效果非常明顯。有機(jī)錫容易通過反應(yīng)成膜制成自拋光防污涂料。（3）有機(jī)化合物。有機(jī)化合物作為毒料的有ddt、四甲基秋蘭姆二硫代物（百菌清）等。ddt對(duì)紡織藤壺等貝類有特效，常做氧化亞銅和有機(jī)錫的輔助毒料。納米防污功能復(fù)合涂料現(xiàn)狀納米防污功能復(fù)合涂料現(xiàn)狀 現(xiàn)在大量使用的氧化亞銅雖然對(duì)人體的傷害不大，但對(duì)某些魚類和鯨的毒性指標(biāo)大于24h。蘇伊士運(yùn)河中cu2+含量超過正常海水的20倍。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，銅化合物作為防污劑會(huì)被逐漸限制使用。國(guó)外無毒的納米防污涂

13、料的研究主要以下幾類：低表面能防污涂料生物化學(xué)防污涂料高吸水性樹脂防污涂料反滲透膜防污涂料堿式硅酸鹽防污涂料有機(jī)硅低表面能防污涂料有機(jī)硅低表面能防污涂料涂料的作用機(jī)理 污損生物在海洋設(shè)施表面上的附著首先是要分泌一種黏液，這種黏液對(duì)物體表面進(jìn)行潤(rùn)濕，并在其上分散，然后通過化學(xué)鍵合、靜電作用、機(jī)械連鎖及擴(kuò)散作用中的一種或幾種機(jī)理進(jìn)行黏附。而去除海生物則是通過剝離、平面剪切、非平面剪切等方式從涂層表面脫落（見圖1），其中剝離脫落所需要的能量最小。因此，有效的措施是采用表面能較低的涂層，使得污損生物與涂層的表面潤(rùn)濕性差，從而難以附著或附著不牢。此類涂層還應(yīng)具有較低的彈性模量，利于污損生物以剝離的方式從

14、涂層上脫落 有機(jī)硅低表面能防污涂料研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)低表面能有機(jī)硅防污涂料開展了長(zhǎng)期的、大量的研究工作，主要集中在添加小分子的硅油種類與基體樹脂改進(jìn)兩方面。添加硅油添加硅油 在有機(jī)硅樹脂中添加相對(duì)分子質(zhì)量低的硅油，可增加防污涂料的污損釋放性能。當(dāng)非鍵合的硅油從涂層內(nèi)部遷移到涂層表面時(shí)，不僅增加了涂層表面的光滑性，而且增加了涂層表面的憎水性，海生物的附著難度加大，從而改善了涂層的污損釋放性能，實(shí)際上是為低表面能有機(jī)硅涂層增加了一個(gè)附加防污機(jī)理。不僅如此，添加硅油還能夠顯著影響海生物的初期附著行為，并能將親油性的海生物幼蟲（如藤壺幼蟲）誘困在其中然后將其殺死，但對(duì)親水性的海生物幼蟲（如藤壺?zé)o節(jié)幼

15、體）卻不起作用。 truby等研究了在pdms彈性體中添加pdmdps硅油前后的性能比較。在不同海域試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加硅油后，涂層表面海生物附著總量都有所減少。并且在佛羅里達(dá)海域發(fā)現(xiàn)，添加硅油能夠顯著降低藤壺的附著強(qiáng)度，牡蠣的附著強(qiáng)度也下降了大約1/3，但管蟲的附著強(qiáng)度基本沒受影響。因此低表面能有機(jī)硅防污涂料對(duì)不同海生物的響應(yīng)程度是不一樣的。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，添加硅油后，涂層的彈性模量和耐磨性都有所降低，這給海生物的清理帶來了不利影響。涂層表面海生物的附著量不僅與所添加的硅油種類有關(guān)，而且還與基體樹脂有關(guān)。因此需要兩者之間配合良好才能具有優(yōu)異的防污性能。同時(shí)須注意，如果添加的硅油不合適，不僅會(huì)增加海生物的

16、附著量，而且會(huì)增加海生物與涂層之間的黏附力基體樹脂的選擇和改性基體樹脂的選擇和改性 wynne發(fā)現(xiàn)硅氫化作用固化的pdms樹脂要比乙氧基硅氧烷固化pdms樹脂具有更好的防污性能。值得注意的是，涂層中的caco3填料會(huì)在海水中逐漸溶解，導(dǎo)致了有機(jī)硅涂層的表面粗糙度增大，增加了海生物的附著強(qiáng)度，但同時(shí)降低了涂層的彈性模量。通過前面的討論可知，涂層彈性模量的降低有利于增加其防污性能，但究竟以哪種作用為主有待于進(jìn)一步研究。最近的研究發(fā)現(xiàn)，添加caco3的防污涂層要比添加sio2的防污涂層表現(xiàn)出更好的污損釋放性能，這是因?yàn)閟io2作為增強(qiáng)填料致使涂層的彈性模量增加，從而導(dǎo)致涂層的污損釋放性能降低低表面能

17、防污涂料存在的問題 與基材的附著力差，重涂性差，施工難度較大。機(jī)械強(qiáng)度差，表面易劃傷破損，而增加其穩(wěn)定性的措施往往又會(huì)降低其污損釋放性能。更適用于高速、高在航率的船只，對(duì)航速低于30節(jié)的船只防污性能較差。而且其表面容易聚集硅藻黏泥物，即使在高航速下也難以清除。添加的硅油釋放殆盡后，有機(jī)硅涂層將變脆開裂，海生物會(huì)很快附著在其表面，因此限制了其防污期效。另外釋放到海洋環(huán)境中的硅油是否有潛在的污染尚未有定論納米防火功能復(fù)合涂料納米防火功能復(fù)合涂料 防火涂料又稱阻燃材料，他除了具有一般材料所具有的裝飾性能和保護(hù)性能外，還有其特殊的功能，其一就是涂層本身具有不燃性和難燃性，即防止火焰的點(diǎn)燃，其二是防止燃

18、燒或?qū)θ紵醒泳徸饔茫茨茉谝欢〞r(shí)間內(nèi)阻止和抑制燃燒的擴(kuò)展，有利于滅火。防火涂料分為兩大類膨脹型（含有微孔的難燃型涂料）非膨脹型難燃型（有機(jī)涂層）膨脹型（含有微孔的難燃型涂料）非膨脹型膨脹型（含有微孔的難燃型涂料）非膨脹型膨脹型（含有微孔的難燃型涂料）難燃型（有機(jī)涂層）納米阻燃劑的作用機(jī)理納米阻燃劑的作用機(jī)理 燃燒是放熱的氧化反應(yīng)，它必須同時(shí)具有三個(gè)條件：可燃物、助燃劑（空氣或氧氣）和火源（火焰或高溫）。只要缺少一個(gè)條件，燃燒便不能發(fā)生或被阻止作用機(jī)理： 促進(jìn)碳化的發(fā)生； 生成一層玻璃態(tài)的保護(hù)層； 形成膨脹型外層； 通過吸熱反應(yīng)冷卻涂料，如有效的釋放水或者二氧化碳等。納米阻燃劑的適用范圍納米阻

19、燃劑的適用范圍 防火涂料的應(yīng)用范圍非常廣泛，主要應(yīng)用于建筑（內(nèi)外墻體）、車輛（汽車車身及發(fā)動(dòng)機(jī)）、家用電器和軍工等方面。目前應(yīng)用較為廣泛的與我們生活較為貼近的就是鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料。 鋼材雖然是非燃燒型材料，但鋼不耐火，溫度在400 時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度將下降到室溫時(shí)的一半，溫度達(dá)到600 時(shí)，鋼材基本喪失全部強(qiáng)度和剛度，一般裸鋼的耐火極限只有十幾分鐘。一旦發(fā)生火災(zāi)結(jié)構(gòu)就很容易遭到破壞。因此對(duì)其進(jìn)行防火改造是很重要的。膨脹型納米涂料的典型配方膨脹型納米涂料的典型配方材料的納米化改性材料的納米化改性 納米的無機(jī)材料可能與有機(jī)分子復(fù)合形成具有共價(jià)鍵結(jié)合的復(fù)合樹脂，復(fù)合樹脂具有耐高溫、黏結(jié)強(qiáng)度高等特點(diǎn)。

20、 利用納米三氧化二銻、氫氧化鎂等材料，可大大提高其阻燃性能。 制備具有納米級(jí)纖維結(jié)構(gòu)的無機(jī)纖維，保證其與樹脂等材料的充分復(fù)合，使超薄涂料具有高溫強(qiáng)度。使用中存在的問題使用中存在的問題 納米級(jí)材料的分散仍是材料發(fā)揮其真正作用的重要阻礙。而且乳膠液中不可避免的含有2%5%的可揮發(fā)有機(jī)物質(zhì)，涂刷時(shí)常常生異味，施工后很長(zhǎng)時(shí)間仍對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。國(guó)內(nèi)一些企業(yè)特別是涉外企業(yè)，已經(jīng)對(duì)涂料的可揮發(fā)成分提出明確的要求。所以降低乳液成分的可揮發(fā)性，生產(chǎn)環(huán)境友好型防火涂料是今后人們研究方向之一。環(huán)保型納米防火涂料環(huán)保型納米防火涂料 目前我國(guó)市場(chǎng)上的納米防水涂料以飾面型納米防火涂料和厚漿型納米防火涂料為主，從成膜物質(zhì)物

21、性質(zhì)上大體可以分以下幾類： 合成聚合物乳液型 水溶性樹脂型 無機(jī)膠黏劑型 在所有的納米水性防火涂料品種中，無機(jī)膠黏劑型防火涂料是對(duì)環(huán)境最有好的品種，但其涂層的理化性能存在一些難以克服的不足。水溶性氨基樹脂、脲醛樹脂等本身有較好的阻燃性能而且可以幫助成碳，由它們制成的防火涂料具有非常好的綜合防火效果，但由于其甲醛含量比較高，難以滿足環(huán)保對(duì)毒性的要求，所以前景堪憂。目前市場(chǎng)上應(yīng)用較多的納米水性防火涂料多為聚合物乳液型，接下來給大家介紹一種氮磷型膨脹型阻燃劑。氮磷型膨脹型阻燃劑（ifr） 體系內(nèi)同時(shí)含有酸源、碳源及氣源的氮磷膨脹型阻燃劑(intumescent flame retardant，ifr

22、)填充的高聚物受強(qiáng)熱或燃燒時(shí)，表面生成一層均勻的多孔炭質(zhì)泡沫層，能起到隔熱、隔氧、抑煙、防熔滴的作用，且無鹵、低煙、低毒、無腐蝕性氣體產(chǎn)生，具有良好的阻燃和抑煙功能。 ifr不以氧化銻為協(xié)效劑，不含鹵素，含有這種阻燃劑的高聚物在受熱時(shí)，在聚合物表面能生成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層，起到隔熱、隔氧、抑煙、防止熔滴產(chǎn)生的作用。ifr主要由三部分組成，酸源、氣源、碳源。酸源，即脫水劑或炭化促進(jìn)劑，通常為無機(jī)酸或受熱時(shí)能生成無機(jī)酸的鹽，能夠促進(jìn)炭化物的形成，無機(jī)酸要求沸點(diǎn)高，且氧化性不太強(qiáng)。常見酸源類型有磷酸、硫酸、硼酸、硼酸鹽、磷酸胺鹽、磷酸酯等。氣源，即發(fā)泡源，能產(chǎn)生惰性氣體，為銨類和酰胺類物質(zhì)，常見類

23、型有三聚氰胺、脲醛樹脂等。碳源，即成炭劑，形成泡沫炭化層，主要是含碳量高的多羥基化合物，常見類型有淀粉、糊精、酚醛樹脂、新戊二醇、丙三醇等。各組分的選擇原則為：(1)酸源：酸源必須能夠使含碳多元醇脫水。酸源必須在較低的溫度釋放酸，尤其應(yīng)低于多元醇的分解溫度；(2)碳源：碳源的有效性與碳含量及活性羥基的數(shù)量有關(guān)。碳源應(yīng)在其本身或材料分解前的較低溫度下與催化劑反應(yīng)；(3)氣源：發(fā)泡劑應(yīng)在ifr體系熔化后、固化前的溫度發(fā)生分解，并釋放出大量氣體。阻燃機(jī)理氣相阻燃；磷一氮一碳體系的胺類化合物受熱可分解產(chǎn)生氨氣、水蒸氣、氮氧化合物，前兩種氣體可稀釋火焰區(qū)的氧濃度，后者可使燃燒賴以進(jìn)行的自由基淬滅而使鏈反

24、應(yīng)終止。同時(shí)自由基也可能與組成泡沫體的微粒碰撞，相互反應(yīng)生成穩(wěn)定的分子，致使鏈反應(yīng)中斷。凝聚相阻燃；這是ifr的主要阻燃作用，其機(jī)理為：在較低的溫度下(150左右，具體溫度取決于酸源和其它組分的性質(zhì))，由酸源釋放出能酯化多元醇和可作為脫水劑的無機(jī)酸，在溫度高于釋放酸的溫度下，無機(jī)酸與多元醇發(fā)生酯化反應(yīng)，催化劑為體系中的胺，其加速酯化反應(yīng)。此時(shí)，體系在酯化前或酯化過程中熔化。且體系中生成的水蒸氣和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體如：no和nh，(吸熱，降低材料表面的溫度，并且隔絕氧的進(jìn)入)，使熔融狀態(tài)的體系膨脹發(fā)泡。同時(shí)多元醇和酯脫水成炭，體系進(jìn)一步發(fā)泡，反應(yīng)接近完成時(shí)，體系膠化和固化，形成多孔泡沫炭層。

25、為了發(fā)泡，各步反應(yīng)必須幾乎同時(shí)發(fā)生，但又必須按嚴(yán)格的順序進(jìn)行。ifr優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)在于聚合物表面能生成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層，可以起到隔熱、隔氧、抑煙的作用，并能防止熔滴的產(chǎn)生。而缺點(diǎn)在于： 與聚合物相容性差，可能會(huì)導(dǎo)致被阻燃基質(zhì)的物理力學(xué)性能、電性能和絕緣性能的下降，以及外觀的改變。 吸濕性大。改性ifr ifr的吸潮問題和分散性差一直困擾著人們。常需對(duì)ifr進(jìn)行改性處理，目前采用的改性處理方法有表面改性、微膠囊改性。微膠囊改性 微膠囊化是指用涂層薄膜或殼材料均質(zhì)敷涂微小的固體顆粒、液滴或氣泡。含固體顆粒的微膠囊的形狀基本與囊內(nèi)固體相同，而含液體或氣體的微膠囊形狀一般為球形微膠囊改性 對(duì)填料型阻

26、燃劑來說，其實(shí)質(zhì)是在微粒表面上覆蓋一層均質(zhì)且具有一定厚度的薄膜，以此增加填料分散而提高阻燃效能的表面改性方法。采用微膠囊化技術(shù)對(duì)膨脹型阻燃劑進(jìn)行包裹改性，可以改善膨脹型阻燃劑吸潮性，防止有效的阻燃成分在阻燃系統(tǒng)內(nèi)的遷移，進(jìn)一步改進(jìn)膨脹型阻燃劑與基體的相容性，從而達(dá)到提高阻燃材料性能的目的。材料的優(yōu)缺點(diǎn) 高分子材料欲阻燃，需施加阻燃劑，阻燃劑按屬性可分為有機(jī)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑，無機(jī)阻燃劑具有低煙、低毒、無鹵、穩(wěn)定性好，價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，但存在著添加量大、與材料的相容性差、降低材料性能等缺點(diǎn)，受到一定程度的限制。有機(jī)鹵系阻燃劑雖與材料相容性好、添加量小、性價(jià)比高、對(duì)材料的性能影響小，但是燃燒時(shí)發(fā)煙量

27、大、產(chǎn)生鹵化氫等大量的有毒氣體，對(duì)人類自身及其環(huán)境產(chǎn)生危害。展望隨著高分子材料阻燃處理技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)阻燃劑的綜合性能指標(biāo)的要求也越高，高效、相容性好、熱穩(wěn)定性高是未來阻燃劑的發(fā)展方向，未來的fr應(yīng)在下述五個(gè)方面改進(jìn)：(1)熱穩(wěn)定性高，滿足聚合物高溫加工成型的需要。app和per的熱穩(wěn)定性不高，特別是國(guó)產(chǎn)app有較強(qiáng)的吸濕性，因組分中多含小分子化合物，導(dǎo)致熱穩(wěn)定性不好，不適用于加工溫度高的工程塑料。(2)阻燃劑表面處理。用偶聯(lián)劑處理ifr以增加與聚合物的相容性，提高ifr在基體的分散性，同時(shí)獲得良好的阻燃性能和力學(xué)性能。常用的偶聯(lián)劑有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸偶聯(lián)劑等。另外，用微膠囊技術(shù)處理對(duì)ifr進(jìn)

28、行包裹改性，可提高ifr的防潮性，改進(jìn)ifr與基體的相容性，從而達(dá)到提高阻燃材料性能的目的。(3)微細(xì)化處理。較大的ifr顆粒會(huì)損害材料的物理力學(xué)性能，對(duì)ifr微細(xì)化，甚至納米化，既可增大ifr與材料的接觸面積以提高相容性，又可降低ifr的用量。(4)協(xié)同效應(yīng)。ifr添加量相對(duì)較大，阻燃效率不高，在一定程度上，限制了其廣泛應(yīng)用。如研究發(fā)現(xiàn)ifr阻燃的聚烯烴，當(dāng)用量為2030時(shí)，loi才達(dá)到30以上。因此，篩選適當(dāng)?shù)膮f(xié)效劑，增加ifr的阻燃效率，才可以降低阻燃材料的成本，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。(5)研制新型吸潮性低、熱穩(wěn)定好、阻燃效果高的“三位一體”膨脹型阻燃劑。納米導(dǎo)電功能復(fù)合涂料 納米導(dǎo)

29、電涂料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是信息和電子技術(shù)中，起到重要作用的特種功能涂料至今約有半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷史。1948年，美國(guó)公布了銀和環(huán)氧樹脂制成導(dǎo)電膠的專利。 具有傳導(dǎo)電流和排除積累靜電荷功能的涂料稱之為導(dǎo)電涂料。導(dǎo)電涂料 按其導(dǎo)電能力可分為電阻涂料、電波屏蔽涂料、電波吸收涂料、發(fā)熱涂料、防靜電涂料、電場(chǎng)緩和涂料。根據(jù)應(yīng)用特性，可以把導(dǎo)電涂料分為四大類： 作為導(dǎo)電體使用的納米涂料，如混合式集成電路、印制電路板、鍵盤開關(guān)、冬季取暖和汽車玻璃的防霜的加熱漆、船舶防污導(dǎo)電涂料。 輻射屏蔽涂料，如無線電波、電磁波屏蔽。 抗靜電涂料 其他，如電致變色涂料、光電導(dǎo)涂層。（1）滲流作用滲流作用 在導(dǎo)電填料的涂層中

30、，只有當(dāng)導(dǎo)帶粒子的填充量大到某一特定值（絕緣性聚合物的堆積密度小到一定值）時(shí)，才有電流流經(jīng)的通道，涂層才具有導(dǎo)電性，此特定值稱為滲流臨界值。在導(dǎo)電填料體積分?jǐn)?shù)小于滲流臨界值時(shí)，載流子流通的通道完全被絕緣性聚合物“堵塞”，此時(shí)涂層的電阻基本上是絕緣性聚合物的電阻。當(dāng)導(dǎo)電填料的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到滲流臨界值時(shí)，由于導(dǎo)電粒子相互接觸而導(dǎo)電，涂層的電阻明顯下降。添加型納米導(dǎo)電涂料導(dǎo)電機(jī)理添加型納米導(dǎo)電涂料導(dǎo)電機(jī)理（2）隧道效應(yīng)隧道效應(yīng) 在導(dǎo)體粒子之間，通過聚合物薄層的導(dǎo)電機(jī)制主要是量子力學(xué)隧道效應(yīng)。當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)電粒子之間的非導(dǎo)電層很薄（一般不大于10nm）時(shí)，在電場(chǎng)作用下，電子越過很低的勢(shì)壘而流動(dòng)的現(xiàn)象稱為隧道現(xiàn)

31、象。隧道效應(yīng)只有在導(dǎo)電粒子非常接近時(shí)（不大于10nm)才能產(chǎn)生效果，所以導(dǎo)電粒子有足夠的填充量才能達(dá)到這種接觸間隔，涂料的導(dǎo)電性才能在這種情況下產(chǎn)生突變。（3）熱膨脹熱膨脹 聚合物的熱膨脹系數(shù)比作為導(dǎo)電填料的金屬類大得多，因此，填料的體積分?jǐn)?shù)和填料粒子之間的距離是隨溫度顯著變化的。導(dǎo)電粒子填充量在滲流臨界值以上的聚合物涂層，在某一溫度下具有導(dǎo)電性，當(dāng)溫度升高時(shí)會(huì)使填料粒子間距離增大到不能產(chǎn)生隧道效應(yīng)使導(dǎo)電性能突變性的降低，電阻率增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 日本海兒茲化學(xué)株式會(huì)社的最新科研成果電磁屏蔽、吸波納米涂料的屏蔽性能及各項(xiàng)綜合指針均處于世界頂尖水平。它完全解決了多年來制約納米導(dǎo)電涂料發(fā)展的銅粉氧化問題，分子量高達(dá)100萬的高性能基體聚合物能夠科學(xué)地保護(hù)金屬填料，防止銅填料的氧化，并使得屏蔽性能可持續(xù)10年以上。另外，作為符合iso-14001的納米導(dǎo)電涂料，它沒有使用任何有毒物質(zhì)，是真正的綠色環(huán)保涂料。 電磁屏蔽、吸波納米涂料分為反射型和吸收型兩種系列。反射型屏蔽效