常用五大油墨的特性及其应用领域2水过滤器

常用五大油墨的特性及其应用领域 2

4　纳米氧化锌在涂料中的应用纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,其粒径介于1～100ｎｍ,又称为超微细氧化锌。纳米氧化锌在磁、光、电、敏感等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途,其中在涂料方面的应用主要有:

(1)在化妆品中作为新型防晒剂和抗菌剂。因为它们无毒、无味、对皮肤无刺激性,不分解、不变质、热稳定性好,且纳米氧化锌本身为白色,可以简单地加以着色,价格便宜,吸收紫外线能力强,对ＵＶＡ(长波320～400ｎｍ)和ＵＶＢ(中波280～320ｎｍ)均有屏蔽作用,因而得到广泛使用。纳米氧化锌在阳光,尤其在紫外线照射下,在水和空气(氧气)中能自行分解出自由移动的带负电的电子(ｅ-),同时留下带正电的空穴(ｈ+)。这种空穴可以激活空气中的氧变为活性氧,有极强的化学活性,能与多种有机物发生氧化反应(包括细菌内的有机物),从而把大多数病菌和病毒杀死。西北大学曾进行过纳米氧化锌的定量杀菌试验,在5ｍｉｎ内纳米氧化锌的浓度为1%时,金黄色葡萄球菌的杀灭率为98.86%。大肠杆菌的杀灭率为99.93%。所以在化妆品中添加纳米氧化锌既能屏蔽紫外线防晒,又能抗菌除臭。

(2)用于电话机、微机等的防菌涂层。将一定量的超细氧化锌制成涂层涂于电话机、微机上,有很好的抗菌性能.

(3)纳米氧化锌由于尺寸小、比表面积大,表面的键态与颗粒内部的不同,表面原子配位不全等,导致表面的活性位置增多,形成了凸凹不平的原子台阶,加大了反应接触面,因此,纳米氧化锌也是一种很好的光催化剂。在紫外光照射下,它能分解有机物质,抗菌和除臭。具有这一性质的光催化剂可用于环保涂料中。

(4)吸波涂层。吸波材料的研究在国防上具有重大的意义,这种“隐身材料”的发展和应用是提高武器系统生存和突防能力的有效手段,纳米微粉是一种非常有发展前途的新型军用雷达波吸收剂。纳米氧化锌等金属氧化物由于质量轻、厚度薄、颜色浅、吸波能力强等优点而成为吸波涂层研究的热点之一。

(5)纳米氧化锌的导电性可赋予涂层以抗静电性。

5　技术关键及发展展望由于纳米材料的表面活性相当高,如何将其分散到涂料基体中,是纳米材料在涂料中应用的主要技术关键。纳米材料的表面处理、添加方式、分散设备的选择等,直接影响到纳米材料在涂料中的分散状态。目前主要有以下3种分散方式。

(1)化学分散。通过对纳米材料进行分子设计,使其具有以下两个特性,一个为表面疏水性,利用有机或无机化合物对纳米材料进行表面包敷处理,使处理后的纳米材料具有疏水性,另一个为表面两亲性,选用的处理剂分子具有2个以上的官能基团,除一个与纳米材料反应外,另外的既有亲水性,又有疏水性,经处理的纳米材料具有两亲性。

(2)物理分散。在强剪切力作用下使纳米材料在涂料基体中分散,主要包括研磨分散、球磨分散、砂磨分散以及高速搅拌等。

(3)超声分散。在实际操作过程中可将以上各种分散方式配合使用,以使纳米材料在涂料基体中均匀分散。纳米材料添加到基料中配制成涂料后,其分散状态的稳定性也是人们普遍关心的问题。一方面要防止纳米材料进一步团聚,另一方面又要保持纳米材料在涂料中的特殊功能,这也是纳米材料在涂料中应用亟待解决的技术关键之一。纳米材料添加到涂料中应有一定的加入量。加入量不足,起不到预期的效应;加入量过多,增加了成本,同时会使涂料质量下降。因此,配方研究也是纳米材料应用的关键所在。

综上所述,纳米材料在涂料中的应用具有广阔的前景,目前的研究尚处于起步阶段,大部分研究特别在我国还停留在实验室阶段,还有很多技术的关键问题需要解决。国内外的发展趋势是加快研究开发环境适应型涂料,充分发挥纳米材料的耐候性、装饰性、抗污染性、抗菌性、抗电磁波干扰及其它特殊功能,同时,纳米材料在涂料中的应用不同于一般材料在涂料中的应用情况,因此,它属于一项高新技术,需要纳米材料的研发人员、涂料工作者等的共同努力,使纳米涂料尽快投入实际应用。

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