經(jīng)過三十多年發(fā)展,納米科技已被公認(rèn)為是最重要、發(fā)展最快的前沿領(lǐng)域之一。其中納米復(fù)合涂料通過利用納米材料的獨(dú)特物理、化學(xué)、生物特性來提高涂料的功能性,拓展涂料的應(yīng)用領(lǐng)域,從而為涂料的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。
一、涂料行業(yè)的四個(gè)階段性發(fā)展
第一階段,大白階段。主要成分是白灰,價(jià)格便宜,不耐擦洗,沒有色彩。
第二階段,107膠階段。含有大量的甲醛,也沒有透氣性,沒有色彩。
第三階段,水性乳膠漆階段。耐擦洗性顯著提高(便于清洗),有透氣性(可以調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度),有各種色彩,但是VOC含量較高,對(duì)人的健康有影響。
第四階段,納米涂料。它的耐擦洗性、硬度、細(xì)度、耐老化性、耐污染性都比第三代乳膠漆有大幅度提高,并且具有了凈化空氣、殺菌、抑菌的功能。
一般來說,納米涂料必須滿足兩個(gè)條件:首先,涂料中至少有一相的粒徑尺寸在1—100nm的粒徑范圍;其次,納米相的存在使涂料的性能要有明顯的提高或具有新的功能。
二、幾種常見的納米涂料及其功能
1、納米二氧化硅涂料
二氧化硅建筑涂料不分層,具有觸變性,防流掛,施工性能良好,并且很大程度上提高了抗沾污性,具有優(yōu)良的自清潔性能和附著力。納米二氧化硅涂層干燥時(shí)能形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以提高車輛和船舶的涂層光潔度和抗老化程度。
2、納米二氧化鈦涂料
納米二氧化鈦建筑涂料可將乳膠漆的耐候性提高到一個(gè)新的等級(jí)。其催化復(fù)合涂料應(yīng)用技術(shù)工藝簡(jiǎn)單,成本低廉。利用納米二氧化鈦光催化氧化技術(shù)制成的大氣環(huán)境凈化涂料,對(duì)空氣中的氮氧化物凈化效果良好,同時(shí)還可降解大氣中的其它污染物。
3、納米碳酸鈣涂料
碳酸鈣是一種優(yōu)良的填充劑和白色顏料,具有價(jià)格便宜、資源豐富、色澤好、品位高的特點(diǎn)。應(yīng)用研究表明,納米碳酸鈣填充涂料,其柔韌性、硬度、流平性及光澤均有較大幅度提高。
4、載銀納米二氧化鈦涂料
二氧化鈦在紫外線較弱的情況下抗菌效果弱,可以通過表面積沉積貴金屬來進(jìn)行改性從而提高催化殺菌活性,并且銀本身具有優(yōu)異殺菌性能,將二者有機(jī)結(jié)合,會(huì)使二氧化鈦的抗菌性能得到極大的提高。
三、納米涂料粉的六大特點(diǎn)
1、產(chǎn)生負(fù)離子,對(duì)人體有保健作用。納米涂料在日光燈紫外線和陽光照射下,可以促進(jìn)空氣負(fù)離子的產(chǎn)生,并隨著時(shí)間的延長(zhǎng),負(fù)離子隨之增加。
2、能分解和吸收空氣中的有害物質(zhì),特別是板材釋放出的苯、甲醛等有害物。
3、具有獨(dú)特的防霉、殺菌功能。該涂料有獨(dú)特的防霉殺菌作用,產(chǎn)品涂刷后能有效防止霉菌的滋生,空氣中的霉菌、細(xì)菌數(shù)也可降低90%以上。
4、具有超強(qiáng)自潔功能
5、具有超強(qiáng)的耐人工老化性,可保證使用后15~20年不脫粉、涂膜完好,免去經(jīng)常翻新的麻煩。
6、具有防水、隔熱與輻射紅外線,超強(qiáng)隔熱的作用。
納米材料在涂料中的應(yīng)用極大的改善了涂料的性能及環(huán)保性,目前納米涂料已經(jīng)成為市場(chǎng)的寵兒,大有取代傳統(tǒng)涂料的趨勢(shì),納米功能涂料生產(chǎn)過程主要設(shè)備有以下五種:
高速分散機(jī):高速分散機(jī)是用來將涂料研磨漿進(jìn)行預(yù)混合。
砂磨機(jī):又稱為球磨機(jī),分為臥式和立式兩種,主要用來將難分散的顏料、填料、涂料研磨成為色漿或研磨到規(guī)定的細(xì)度。
調(diào)漆設(shè)備:分散后研磨細(xì)的漆漿與部分涂料樹脂、涂料助劑、溶劑和色漿等使用調(diào)漆設(shè)備來混合均勻,并達(dá)到規(guī)定的顏色、黏度等指標(biāo)。有的涂料還需要使用高速分散機(jī)來進(jìn)行調(diào)漆。
過濾設(shè)備:過濾設(shè)備是用來過濾調(diào)漆完的涂料中的少量粗渣等雜質(zhì),從而達(dá)到凈化目的。常用的設(shè)備有振動(dòng)篩,操作簡(jiǎn)單,方便清洗。
灌裝設(shè)備:灌裝設(shè)備分為手動(dòng)和自動(dòng)涂料灌裝設(shè)備兩種,它是用于將規(guī)定體積和質(zhì)量的成品涂料包裝密封。
四、全球納米涂料市場(chǎng)預(yù)測(cè)
納米材料對(duì)于涂料行業(yè)來說并不是一個(gè)全新的事物,但早期的納米科技有一定的炒作之嫌,納米復(fù)合涂料的應(yīng)用直到最近幾年才真正有所突破。目前產(chǎn)業(yè)化的納米復(fù)合涂料已逐步推向市場(chǎng),將在未來幾年里穩(wěn)定增長(zhǎng),同時(shí)相關(guān)原材料的供應(yīng)將是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn),并將產(chǎn)生相關(guān)合并、收購和戰(zhàn)略聯(lián)盟。
根據(jù)美國Grand View研究公司2014年研究顯示,全球納米涂料到2020年有望達(dá)到126.29萬噸,市場(chǎng)價(jià)值2020年預(yù)估達(dá)到81.7億美元。
殺菌型納米涂料是應(yīng)用最普遍的品種,應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)療、衛(wèi)生保健以及建筑建材等,可防止病菌和微生物的傳播,這一領(lǐng)域2013年的市場(chǎng)需求總量約為9.09萬噸,市場(chǎng)價(jià)值約為54.16萬美元,2014-2020年的年復(fù)合增長(zhǎng)率約為22.9%。
耐指紋納米涂料是增長(zhǎng)最快的品種,2014-2020年的年復(fù)合增長(zhǎng)率約為23.2%,其增長(zhǎng)主要來自電子產(chǎn)品和汽車領(lǐng)域。
衛(wèi)生保健領(lǐng)域是納米涂料最大的市場(chǎng),2013年需求量接近4.37萬噸,受到病人護(hù)理設(shè)施對(duì)表面清潔和衛(wèi)生狀況的要求正在帶動(dòng)耐指紋和殺菌涂料產(chǎn)品需求增長(zhǎng)。這也是2014-2020年發(fā)展速度最快的領(lǐng)域,年復(fù)合增長(zhǎng)率約為22.7%。
納米涂料也在汽車涂料領(lǐng)域獲得應(yīng)用,目的是保持漆膜的色彩和光澤度,2013年這一領(lǐng)域的需求約為3.98萬噸。
納米改性涂料雖然是高科技產(chǎn)品,但技術(shù)工藝卻并不復(fù)雜,而且投資數(shù)額不大,成本低,利潤(rùn)可觀,關(guān)鍵是要從可靠的渠道引進(jìn)技術(shù)和采購設(shè)備。優(yōu)越的性能及環(huán)保的特性是納米涂料替代傳統(tǒng)涂料的利器,其前景蔚為廣闊!