【原创】纳米涂料在汽车工业领域的应用


来源:中国粉体网讯   胡一

[导读]  纳米涂料包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1~100nm的粒径之间,二是材料的存在使涂料的性能有明显的提高或具有新功能。因此,纳米涂料只有具备了这两个条件后才可称为“纳米涂料”。纳米材料具有降解甲醛、二甲苯等有害物质,因此也被称为新一代环保涂料。

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一:纳米涂料概述

  纳米涂料包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1~100nm的粒径之间,二是材料的存在使涂料的性能有明显的提高或具有新功能。因此,纳米涂料只有具备了这两个条件后才可称为纳米涂料纳米材料具有降解甲醛、二甲苯等有害物质,因此也被称为新一代环保涂料。


    常见的纳米涂料及其作用

光学应用纳米涂料

纳米粒子对紫外线具有较强的吸收作用,在外墙建筑涂料中添加TiO2、SiO2等纳米粒子可提高耐候性,在汽车面漆中添加TiO2可耐老化性等,TiO2在汽车面漆中还可起到效应颜料作用。

吸波纳米涂料

由于纳米超细粉末尺寸非常小,具有吸收电磁波的性能,它们对于不同波长的雷达波和红外线具有很强的吸收作用。

纳米自洁抗菌涂料

纳米涂料颗粒在波长小于400nm的光照下,能吸收高于其禁带宽度的短波光辐射,产生电子跃迁,将能量传递到周围介质,诱导光化学反应,从而具有光催化性能。

纳米导电涂料

具有半导体特性的纳米氧化物粒子在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性。

纳米高力学性能涂料

当涂料的重要组成部分颜料颗粒达到纳米级大小并分散在涂膜中时,由于比界面很大,具有很大的结合力,对有机涂层有一定的增强作用,提高了涂层的硬度、抗冲击性和耐磨性。

二:纳米涂料六大特点:

能产生负离子,对人体有保健作用。

●能分解和吸收空气中的有害物质,如板材释放出的苯等

●具有独特的防霉、杀菌功能。

●具有超强自洁功能。

●具有超强的耐人工老化性。

●具有防水、隔热与辐射红外线,超强隔热的作用。

三:纳米涂料在汽车工业中的应用

  汽车业的发展变化对现代汽车涂层材料和工艺提出了挑战,汽车涂层除要求高装饰性外,还要求有优良的耐久性。利用纳米材料特殊的性能,开发和制备新型的性能优异的汽车涂料,具有广阔的应用前景和发展前景。

                                                       

面漆涂层

  汽车面漆涂层必须具有高装饰性(鲜艳性)、户外耐久性及抗污性等。汽车面漆以美观豪华性分有单色面漆和金属闪光面漆两大类。而闪光面漆,各国都以热固性丙烯酸非水分散体为主流。将改性纳米涂料加入到面漆,可提高清漆涂料光泽、流平性、柔韧性及涂层硬度等,在不久的将来极有可能在面漆改性技术上有较大的突破。

抗石击涂料

  汽车车体最贴近地面的部分,往往受到各种溅石、瓦砾的冲击,这就需要有性能良好的抗石击涂料。早期汽车涂装工艺一般是二道涂层,现代汽车通常又发展成四道甚至更多道的涂装工艺。抗石击涂料应尽可能多地吸收冲击能量,从而减少对汽车的伤损。纳米涂料天然的柔韧对碎石冲击具有超级耐力,现研制成功的抗石击纳米涂料可解决这个问题。

防护涂料

  耐候性是影响汽车使用寿命的各项指标、性能中最重要的指标,汽车外部零件如保险杠、挡泥板以及车门的镶边等所选择的涂料其耐候性是最突出的要求,另外也要求能够有较好的耐介质性和耐磨性。利用纳米粉体涂料较强的紫外光反射特性,将纳米粉体按一定比例加入到涂料中,可以有效地遮蔽紫外线,免受紫外光损害。

防静电涂料

  由于静电的作用会引起诸多麻烦,因此汽车内饰件涂料及塑料部件用防静电涂料的开发和应用日益广泛。如座椅表面软感涂料,即在座椅的纤维里混入一定量的导电纤维,并在其表面再涂覆纳米涂料,就会具有既防污又防静电的双重功能。

除臭涂料

  在新车中往往会有异味,它们来源于汽车内装饰材料中的树脂添加剂里所含的挥发性物质。另外,汽车内的香烟味、汗臭味被座椅、壁板等表面吸收后,留存于汽车内也很难清除。纳米涂料具有很强的抗菌消臭功能与吸附能力,因此利用某些纳米微粒作载体,吸附抗菌离子,制成脱臭涂料用于汽车内饰等表面可达到杀菌、抗菌的目的。

四:纳米涂料未来发展趋势

  目前,纳米技术在涂料行业已得到较广泛的应用,其产品主要应用于汽车业、航空业及其他工业领域。研究指出,加强技术研发是推动全球纳米涂料市场的关键因素。例如有企业研发的超薄型纳米保护涂料,既环保又无毒,且具有优异的抗紫外线、耐久性等性能。

纳米技术还可广泛应用于汽车挡风玻璃、玻璃墙面、淋浴间等需要达到优异疏水效果的基材表面,以此抑制水渍污染。此外,也可应用于施药器材、移植手术系统、内窥镜诊断仪等医疗领域。在消费电子产品领域,其应用需求也与日俱增,并为全球纳米涂料市场带来了新的发展空间。

小结:

  研究指出,全球纳米涂料市场在亚太地区预计未来几年发展最快。其中,中国、日本、印度在纳米技术研发方面表现更为活跃,是推动市场发展的主要因素。

经过三十多年发展,纳米科技已被公认为是最重要、发展最快的前沿领域之一。其中纳米涂料通过利用纳米材料的独特物理、化学、生物特性来提高涂料的功能性,拓展涂料的应用领域,从而为涂料的发展提供了新的机遇。但由于其价格昂贵,使用范围并不是很广,随着科学技术的发展,其前景会越来越好。




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作者:胡一

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