納米材料的發(fā)展與應(yīng)用

1、一種納米材料的應(yīng)用與研究進(jìn)展高分子08-2 陳添峰 0702030423納米（nm）是長(zhǎng)度單位，1納米是109米（十億分之一米），對(duì)宏觀物質(zhì)來(lái)說(shuō), 納米是一個(gè)很小的單位，對(duì)于微觀物質(zhì)如原子、分子等以前用埃來(lái)表示，1埃相 當(dāng)于1個(gè)氫原子的直徑，1納米是10埃。一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基木條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm 之間，二是材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。1、納米技術(shù)在防腐屮的應(yīng)用曲加拿大萬(wàn)達(dá)科技（無(wú)錫）冇限公司與全國(guó)涂料工業(yè)信息中心聯(lián)合舉辦的無(wú)毒 高效防銹顏料及其在防腐蝕涂料屮的應(yīng)用研討會(huì)近日在無(wú)錫召開。中國(guó)工程院院士、裝甲兵工程學(xué)院徐濱士教授，上海交通人

2、學(xué)李國(guó)萊教授，中 化建常州涂料化工研究院錢們榮總工等業(yè)內(nèi)知名人士分別在會(huì)上作了報(bào)告，與會(huì) 者共同探討了納米技術(shù)在防銹顏料中及涂料中的應(yīng)用、無(wú)毒高效防銹顏料在防腐 蝕涂料屮的應(yīng)用以及新型防銹涂料和防銹試驗(yàn)方法發(fā)展等課題。徐院士就當(dāng)前納米技術(shù)的發(fā)展情況作了簡(jiǎn)單介紹，他指出：納米技術(shù)的研究對(duì) 人類的發(fā)展、世界的進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用，誰(shuí)掌握了納米技術(shù)，誰(shuí)就站在了 世界的前列。我國(guó)納米技術(shù)的研究因起步較早，現(xiàn)基本能與世界保持同步，在某 些領(lǐng)域甚至超過(guò)世界同行業(yè)。作為國(guó)內(nèi)表面處理這一課題的領(lǐng)頭人，徐院士重點(diǎn)談了納米技術(shù)對(duì)防銹顏料及 涂料發(fā)展的促進(jìn)作用。他說(shuō)，此前我國(guó)防銹顏料的開發(fā)整體水平落后于西方發(fā)達(dá)

3、國(guó)家，仍然以紅丹、鎔酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)防銹顏料為主。紅丹因其 污染嚴(yán)重，對(duì)人體的傷害很大，口前已被許多國(guó)家相繼淘汰和禁止使用；磷酸鋅 防銹顏料雖然無(wú)毒，但由于改性技術(shù)原因，性能并不理想，加上價(jià)格太貴，難以 推廣；而三聚磷酸鋁也因價(jià)格原因未能大量應(yīng)用。國(guó)外公司如美國(guó)的halox、 sherwinwilliams mineralpigments> 德國(guó)的 hrubach、法國(guó)的 sncz、英國(guó) 的britishpetroleum、日木的帝國(guó)化工公司均推出了一-系列無(wú)毒防銹顏料，有的 性能不錯(cuò)，英至已可與鉆酸鹽相比，但均因價(jià)格太高，國(guó)內(nèi)尚未引進(jìn)。我國(guó)防銹 涂料業(yè)亟待一種無(wú)毒無(wú)害、性能

4、優(yōu)片而又價(jià)格低廉的防銹顏料來(lái)提升防銹涂料產(chǎn) 品的整體水平，増強(qiáng)行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。屮化建常州涂料化工研究院高級(jí)工程師沈海鷹代表常州涂料院，在題為無(wú)毒 高效防銹顏料在防腐蝕涂料中的應(yīng)用報(bào)告中，詳細(xì)介紹了復(fù)合鐵鈦醇酸防銹漆 及復(fù)合鐵鈦環(huán)氧防銹漆的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)或使用注意事項(xiàng)、防銹漆技術(shù)指標(biāo)及其 與鐵紅、紅丹同類防銹漆主要性能的比較。在紅丹價(jià)格一路攀升的今天，這一信息無(wú)疑給各涂料生產(chǎn)廠商提供了巨大的參 考價(jià)值，會(huì)場(chǎng)氣氛十分熱烈，與會(huì)者紛紛提出各種問題。萬(wàn)達(dá)科技（無(wú)錫）冇限 公司總工程師李家權(quán)先牛就復(fù)合鐵鈦防銹顏料的防銹機(jī)理、牛產(chǎn)工藝、載體粉的 選擇、產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)及納米材料的預(yù)處理方法等一一做了詳細(xì)

5、介紹?？谇爱a(chǎn)詁已通過(guò)國(guó)家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)屮心、鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)屮心車 輛檢驗(yàn)站、機(jī)械科學(xué)院武漢材料保護(hù)研究所等國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析和檢測(cè)， 同吋述經(jīng)過(guò)加拿大國(guó)家涂料信息屮心等國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析，結(jié)果表明其具 有目前國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品無(wú)可比擬的防銹性能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，是防銹涂料領(lǐng)域劃時(shí)代 產(chǎn)品，為此獲得了小國(guó)專利技術(shù)博覽會(huì)金獎(jiǎng)復(fù)合恢鈦粉及其防銹漆通過(guò)國(guó)家權(quán) 威機(jī)構(gòu)的鑒定后已在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，并已由解放軍總裝備部作為重點(diǎn)項(xiàng) 口在全軍部分裝備上全面推廣使用。本次會(huì)議的成功召開，標(biāo)志著我國(guó)防銹涂料產(chǎn)業(yè)新一輪的變革即將開始，它掀 開了我國(guó)防銹涂料朝高品質(zhì)、高技術(shù)含量、高效益及全環(huán)保型發(fā)展的嶄新

6、一頁(yè)。 其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益不可估量。這是新型防銹顏料向傳統(tǒng)防銹顏料宣戰(zhàn) 的開始，也吹響了我國(guó)防銹涂料業(yè)向高端防銹涂料市場(chǎng)發(fā)起沖擊的號(hào)角。2、納米材料在涂料中應(yīng)用展而景預(yù)測(cè)據(jù)估算，全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已達(dá)到500億美元。口前，發(fā)達(dá)國(guó)家政府和 大的企業(yè)紛紛啟動(dòng)了發(fā)展納米技術(shù)和納米計(jì)劃的研究計(jì)劃。美國(guó)將納米技術(shù)視為 下一次工業(yè)革命的核心，2001年年初把納米技術(shù)列為國(guó)家戰(zhàn)略口標(biāo)，在納米科 技基礎(chǔ)研究方面的投資，從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元， 準(zhǔn)備像微電子技術(shù)那樣在這一領(lǐng)域獨(dú)占領(lǐng)先地位。日本也設(shè)立了納米材料屮心， 把納米技術(shù)列入新五年科技基木計(jì)劃的研究開發(fā)重點(diǎn)，將以納米技

7、術(shù)為代表的新 材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護(hù)等并列為四大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。德國(guó)也 把納米材料列入21世紀(jì)科研的戰(zhàn)略領(lǐng)域，全國(guó)有19家機(jī)構(gòu)專門建立了納米技 術(shù)研究網(wǎng)。在人類進(jìn)入21世紀(jì)z際，納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)社會(huì)的發(fā)展和生 存環(huán)境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻(xiàn)。從某種意義上說(shuō)，21世紀(jì) 將是一個(gè)納米世紀(jì)。由于表面納米技術(shù)運(yùn)用面廣、產(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高，所形成的高新技術(shù)和 高技術(shù)產(chǎn)品、以及對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級(jí)，產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)前景極好。在納米功能和結(jié)構(gòu)材料方面，將充分利用納米材料的異常光學(xué)特性、電學(xué)特性、 磁學(xué)特性、力學(xué)特性、敏感特性、催化與化學(xué)特性等開發(fā)高技術(shù)新產(chǎn)品，以及對(duì) 傳

8、統(tǒng)材料改性；將重點(diǎn)突破各類納米功能和結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、檢測(cè)技 術(shù)和表征技術(shù)。多功能的納米復(fù)合材料、高性能的納米硬質(zhì)合金等為化工、建材、 輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機(jī)遇。預(yù)期十五期間，各類納米材 料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)，將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響；納 米技術(shù)的應(yīng)用逐漸滲透到涉及國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，將產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。納米技術(shù)在涂料行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，促使涂料更新?lián)Q代，為涂料成為真正的綠 色環(huán)保產(chǎn)品開創(chuàng)了突破性的新紀(jì)元。我國(guó)每年房屋竣工面積約為18億平方米，年增長(zhǎng)速度大約為3%。18億平方 米的建筑若全部采用建筑涂料裝飾則總共需建筑涂料近300萬(wàn)噸，約2003

9、00 億元的市場(chǎng)?？谇?，我國(guó)建筑涂料年產(chǎn)量?jī)H60多萬(wàn)噸，世界現(xiàn)在涂料年總產(chǎn)量 為2500萬(wàn)噸，每人每年消耗4千克，為發(fā)達(dá)國(guó)家的1/10,中國(guó)人年均涂料消 費(fèi)只有1.5千克。因而，建筑涂料具有i 分廣闊的發(fā)展前景。納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專用產(chǎn)品，展示出該涂料在建筑領(lǐng) 域里的應(yīng)用價(jià)值。它利用獨(dú)特的光催化技術(shù)對(duì)空氣小有毒氣體有強(qiáng)烈的分解，消 除作用。對(duì)甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能，使室內(nèi)空氣更加清新。 經(jīng)測(cè)試，對(duì)各種霉菌的殺抑率達(dá)99%以上，有長(zhǎng)期的防霉防藻效果。納米改性 內(nèi)墻涂料，實(shí)際上是高級(jí)的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。 納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，較低的表而張力， 具有高強(qiáng)的附著力，漆膜硬度高且有韌性，優(yōu)良的門潔功能，強(qiáng)勁的抗粉塵和抗 臟物的粘附能力，疏水性極佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次， 具有良好的保光保色性能，抗紫外線能力極強(qiáng)。使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑 細(xì)小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類物質(zhì)配位反應(yīng)，使其牢牢結(jié)合成一體，附 著力強(qiáng)，不起皮，不剝落，抗老化。其納米抗凍性功能涂料，除具備納米型涂料 各種優(yōu)良性z外，可在一10°c到一25°cz內(nèi)正常施工。突破了建